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Übungsaufgaben zu SPS-Grundlagen

 

        Inhalt

 

1.

Problemstellung 1

Selbsthaltung

2.

Problemstellung 2

Wendeschützschaltung (Umschaltung direkt)

3.

Problemstellung 3

Wendeschützschaltung (Umschaltung direkt)

4.

Problemstellung 4

Torsteuerung

5.

Problemstellung 5

Wasserbecken

6.

Problemstellung 6

Wandsäge

7.

Problemstellung 7

Rolltor

8.

Problemstellung 8

Stern-Dreieck-Umschaltung (manuell)

9.

Problemstellung 9

Stern-Dreieck-Umschaltung (automatisch)

10.

Problemstellung 10

Temperatursensor

11.

Problemstellung 11

Siloanlage

12.

Problemstellung 12

Schiebetürsteuerung

13.

Problemstellung 13

Rolltreppe

14.

Problemstellung 14

Wende-Stern-Dreieck-Umschaltung (automatisch)

15.

Problemstellung 15

T-Kippglied

16.

Problemstellung 16

Wendeschaltung Band

17.

Problemstellung 17

Verpackungsmaschine

18.

Problemstellung 18

Biegemaschine

19.

Problemstellung 19

Kirschenabfüllanlage

20.

Problemstellung 20

Kübelaufzug

21.

Problemstellung 21

Siloanlage

22.

Problemstellung 22

Fussgängerampel

23.

Problemstellung 23

Mischautomat

24.

Problemstellung 24

Autowaschanlage

25.

Problemstellung 25

Betonmisch- und Verladeanlage

26.

Problemstellung 26

Prägemaschine

 

 

Problemstellung 1

Selbsthaltung

 

Ein Drehstrommotor soll mit dem Taster „S1“ eingeschaltet und mit dem Taster „S0“ ausgeschaltet werden.

Der Motor wird durch ein Motorschutzrelais geschützt.

Durch die Meldeleuchte „P1“ wird der Stillstand des Motors signalisiert. Die Meldeleuchte „P2“ signalisiert den Betrieb des Motors.

Erstellen Sie die Zuordnungsliste.

Programmieren und testen Sie das Programm.

Zuordnungsliste:

Operand       Symbol        Kommentar

. . . . . . . .           B 3           Motorschutzrelais

. . . . . . . .           S 0           Austaster

. . . . . . . .           S 1           Eintaster

. . . . . . . .           Q 1           Motorschütz

. . . . . . . .           P 1           Meldung Stillstand

. . . . . . . .           P 2           Meldung Betrieb

 

   Inhaltsverzeichnis

 

Problemstellung 2

Wendeschützschaltung (Umschaltung über „Aus“)

 

Ein Drehstrommotor soll mit dem Taster „S1“ für Rechtslauf eingeschaltet und mit dem Taster „S2“ für den Linkslauf eingeschaltet werden. Der Taster „S0“ schaltet den Motor aus.

Es kann nicht direkt von der einen in die andere Drehrichtung umgeschaltet werden.

Der Motor wird durch ein Motorschutzrelais geschützt.

Durch die Meldeleuchte „P1“ wird der Stillstand des Motors signalisiert. Die Meldeleuchte „P2“ signalisiert den Rechtslauf, die Meldeleuchte „P3“ den Linkslauf des Motors.

Erstellen Sie die Zuordnungsliste.

Programmieren und testen Sie das Programm.

Zuordnungsliste:

Operand       Symbol        Kommentar

. . . . . . . .           B 2           Motorschutzrelais

. . . . . . . .           S 0           Austaster

. . . . . . . .           S 1           Eintaster Rechtslauf

. . . . . . . .           S 2           Eintaster Linkslauf

. . . . . . . .           Q 1           Motorschütz Rechtslauf

. . . . . . . .           Q 2           Motorschütz Linkslauf

. . . . . . . .           P 1           Meldung Stillstand

. . . . . . . .           P 2           Meldung Rechtslauf

. . . . . . . .           P 3           Meldung Linkslauf

 

   Inhaltsverzeichnis

 

 

Problemstellung 3

Wendeschützschaltung (Umschaltung direkt)

 

Ein Drehstrommotor soll mit dem Taster „S1“ für Rechtslauf eingeschaltet und mit dem Taster „S2“ für den Linkslauf eingeschaltet werden. Der Taster „S0“ schaltet den Motor aus.

Es kann direkt von der einen in die andere Drehrichtung umgeschaltet werden.

Der Motor wird durch ein Motorschutzrelais geschützt.

Durch die Meldeleuchte „P1“ wird der Stillstand des Motors signalisiert. Die Meldeleuchte „P2“ signalisiert den Rechtslauf, die Meldeleuchte „P3“ den Linkslauf des Motors.

Erstellen Sie die Zuordnungsliste.

Programmieren und testen Sie das Programm.

Zuordnungsliste:

Operand       Symbol        Kommentar

. . . . . . . .           B 2           Motorschutzrelais

. . . . . . . .           S 0           Austaster

. . . . . . . .           S 1           Eintaster Rechtslauf

. . . . . . . .           S 2           Eintaster Linkslauf

. . . . . . . .           Q 1           Motorschütz Rechtslauf

. . . . . . . .           Q 2           Motorschütz Linkslauf

. . . . . . . .           P 1           Meldung Stillstand

. . . . . . . .           P 2           Meldung Rechtslauf

. . . . . . . .           P 3           Meldung Linkslauf

 

   Inhaltsverzeichnis

 

Problemstellung 4

Torsteuerung

 

   

 

Das dargestellte Rolltor soll durch einen Elektromotor geöffnet und geschlossen werden.

Wird der Taster „Zu“ kurz betätigt, so schliesst das Rolltor, bis der rechte Endschalter den Motor abschaltet.

Die gelbe Meldeleuchte zeigt die Bewegungsrichtung an.

Wird der Taster „Auf“ kurz betätigt, öffnet sich das Tor. Dieser Vorgang wird durch den linken Endschalter beendet. Eine weitere Meldeleuchte zeigt diese Bewegungsrichtung an.

Ein direktes Umschalten der beiden Richtungen ist nur über den „Halt“-Taster
möglich. Bei gleichzeitiger Betätigung beider Taster darf der Motor nicht angesteuert werden.

Ein „NOT-AUS“-Taster setzt die gesamte Anlage sofort ausser Betrieb.

Eine Überlastung des Motors wird durch die Meldeleuchte „Störung“ angezeigt.

  a)  Wählen Sie die erforderlichen Kontakte (Öffner/Schließer) aus!

  b)  Vervollständigen Sie den Anschlussplan des Automatisierungsgerätes!

  c)  Erstellen Sie eine Symbolliste!

  d)  Schreiben Sie ein S7-Programm und testen Sie dieses!

 

   Inhaltsverzeichnis

 

Problemstellung 5

Wasserbecken

 

   

 

In einem Wasserbecken soll der Wasserstand gesteuert werden. Drei Schwimmerschalter (B1 – B3) erfassen den Wasserstand und zwei Pumpen mit unterschiedlicher Förderleistung (P2 doppelte Förderleistung von P1) ermöglichen eine Wasserzufuhr bei Wasserentnahme durchs Abflussrohr.

Bei Wasserstand unterhalb von B1 fördern beide Pumpen, zwischen B1 und B2 fördert nur die Pumpe mit der großen Förderleistung und zwischen B2 und B3 die Pumpe mit der kleinen Förderleistung.

Der Schwimmerschalter B2 ist ein Schließer. Der Behälter darf bei Drahtbruch in der Zuleitung des Sensors B1 nicht leer laufen und bei Drahtbruch in der Zuleitung des Sensors B3 nicht überlaufen.

  a)  Wählen Sie die erforderlichen Sensorkontakte (Öffner/Schließer) aus!

  b)  Vervollständigen Sie den Anschlussplan des Automatisierungsgerätes!

  c)  Erstellen Sie eine Symbolliste!

  d)  Schreiben Sie ein S7-Programm und testen Sie dieses!

 

   Inhaltsverzeichnis

 

Problemstellung 6

Wandsäge

 

Eine Wandsäge für große Tischlerplatten wird durch Taster in Betrieb gesetzt.

Funktionsablauf:

Ein Zweifachtaster schaltet die Säge ein (aus) und gibt gleichzeitig die AUF- und Abwärtsbewegung frei.

Der Motor für die Bewegungsrichtung der Säge wird durch einen Dreifachdrucktaster
(NULL = AUS; EINS = ABWÄRTS; ZWEI = AUFWÄRTS) betätigt.

Die Abwärtsbewegung wird durch einen Endtaster abgeschaltet, der gleichzeitig die
Aufwärtsbewegung einschaltet, die wiederum durch einen zweiten Endtaster abgeschaltet wird.

Wird bei der Abwärtsbewegung die AUS-Taste des Bewegungsmotors betätigt, fährt die Säge automatisch in die Ausgangsstellung nach oben zurück und kann jetzt erst wieder in die Bewegung ABWÄRTS eingeschaltet werden.

Der AUS-Taster der Säge schaltet die gesamte Anlage ab, wobei die Säge wieder
automatisch in die Ausgangsstellung oben zurückfährt.

Kontrolllampen zeigen die jeweilige Funktion, aber auch die Störungen an.

Die Motoren werden durch Motorschutzrelais geschützt.

  a)  Wählen Sie die erforderlichen Tasterkontakte (Öffner/Schließer) aus!

  b)  Vervollständigen Sie den Anschlussplan des Automatisierungsgerätes!

  c)  Erstellen Sie eine Symbolliste!

  d)  Schreiben Sie ein S7-Programm und testen Sie dieses!

 

   Inhaltsverzeichnis

 

Problemstellung 7

Rolltor

 

   

 

Ein Rolltor soll für Pkw- bzw. Lkw-Verkehr unterschiedlich weit aufgefahren werden.

Wird bei geschlossenem Tor der Taster „AUF mitte“ (S5) betätigt, so fährt das Tor bis in die mittlere Stellung auf.

Bei Betätigung des Tasters „AUF oben“ (S6) fährt das Tor bis in die obere Stellung.

Wird der NOT-AUS-Taster (S0) betätigt, schaltet die Anlage sofort ab.

Mit der Taste „Ab“ (S4) wird das Tor zugefahren.

Aus Sicherheitsgründen ist vor bzw. hinter dem Tor je eine Lichtschranke montiert. Wird bei der Abwärtsbewegung des Tores eine der beiden Lichtschranken unterbrochen, muss der Motor sofort abgeschaltet werden und danach in die obere Endlage fahren.

Als zusätzliche Sicherheit werden vor und hinter dem Tor noch Warnlampen installiert, die bei jeder Bewegung des Tores blinken sollen.

  a)  Wählen Sie die erforderlichen Tasterkontakte (Öffner/Schließer) aus!

  b)  Vervollständigen Sie den Anschlussplan des Automatisierungsgerätes!

  c)  Erstellen Sie eine Symbolliste!

  d)  Schreiben Sie ein S7-Programm und testen Sie dieses!

 

   Inhaltsverzeichnis

 

Problemstellung 8

Stern-Dreieck-Schaltung (Umschaltung manuell)

 

Bei der Steuerung eines Drehstrommotors soll der Motor in Sternschaltung anlaufen. Nach einer Anlaufzeit soll der Motor mittels Taster „S5“ manuell in den Dreieckbetrieb umgeschaltet werden.

Funktion:

Mit dem Taster „S2“ werden das Sternschütz „Q1“ und das Netzschütz „Q2“ eingeschaltet. Es ist zu beachten, dass das Netzschütz aber erst dann eingeschaltet werden darf, wenn das Sternschütz eingeschaltet ist. Nach der Hochlaufzeit wird durch Betätigung des Tasters „S5“ das Sternschütz abgeschaltet und das Dreieckschütz eingeschaltet.

Mit dem Taster „S1“ wird die Steuerung ausgeschaltet.

Der Motor wird durch ein Motorschutzrelais geschützt.

Die Schütze sind nach sicherheitstechnischen Belangen zu verriegeln.

  a)  Wählen Sie die erforderlichen Kontakte (Öffner/Schließer) aus!

  b)  Vervollständigen Sie den Anschlussplan des Automatisierungsgerätes!

  c)  Erstellen Sie eine Symbolliste!

  d)  Schreiben Sie ein S7-Programm und testen Sie dieses!

Zuordnungsliste:

Operand       Symbol        Kommentar

. . . . . . . .           B 2           Motorschutzrelais

. . . . . . . .           S 1           Austaster

. . . . . . . .           S 2           Eintaster

. . . . . . . .           S 5           Umschalter Stern - Dreieck

. . . . . . . .           Q 1           Sternschütz

. . . . . . . .           Q 2           Netzschütz

. . . . . . . .           Q 3           Dreieckschütz

. . . . . . . .           P 1           Störmeldung

 

   Inhaltsverzeichnis

 

Problemstellung 9

Stern-Dreieck-Schaltung (Umschaltung automatisch)

 

Bei der Steuerung eines Drehstrommotors soll der Motor in Sternschaltung anlaufen.
Nach einer Anlaufzeit von 5 Sekunden soll der Motor automatisch in den Dreieckbetrieb umgeschaltet werden.

Funktion:

Mit dem Taster „S2“ werden das Sternschütz „Q1“ und das Netzschütz „Q2“ eingeschaltet. Es ist zu beachten, dass das Netzschütz aber erst dann eingeschaltet werden darf, wenn das Sternschütz eingeschaltet ist. Nach der Hochlaufzeit von 5 Sekunden wird automatisch das Sternschütz abgeschaltet und das Dreieckschütz eingeschaltet.

Der Sternbetrieb soll durch „P2“ blinkend (2Hz) und der Dauerbetrieb durch „P2“ mit
Dauerlicht angezeigt werden. Eine Störung wird durch „P1“ (1Hz-Blinklicht) signalisiert.

Mit dem Taster „S1“ wird die Steuerung ausgeschaltet.

Der Motor wird durch ein Motorschutzrelais geschützt.

Die Schütze sind nach sicherheitstechnischen Belangen zu verriegeln.

  a)  Wählen Sie die erforderlichen Kontakte (Öffner/Schließer) aus!

  b)  Vervollständigen Sie den Anschlussplan des Automatisierungsgerätes!

  c)  Erstellen Sie eine Symbolliste!

  d)  Schreiben Sie ein S7-Programm und testen Sie dieses!

Zuordnungsliste:

Operand       Symbol        Kommentar

. . . . . . . .           B 2           Motorschutzrelais

. . . . . . . .           S 1           Austaster

. . . . . . . .           S 2           Eintaster

. . . . . . . .           Q 1           Sternschütz

. . . . . . . .           Q 2           Netzschütz

. . . . . . . .           Q 3           Dreieckschütz

. . . . . . . .           P 1           Störmeldung

. . . . . . . .           P 2           Meldeleuchte Betrieb

 

   Inhaltsverzeichnis

 

Problemstellung 10

Temperatursensor

 

Wird von einem Temperatursensor eine erhöhte Temperatur gemeldet (1-Signal), dann wird nach 5s die Kontrolllampe P1 dies anzeigen, aber nur wenn die Temperatur nach dieser Zeit noch erhöht ist.

Eine weitere Lampe P2 zeigt die Erhöhung der Temperatur ebenfalls nach 5s an, aber im Unterschied zur Lampe P1 auch dann, wenn die Temperaturerhöhung innerhalb der 5s wieder abgeklungen ist.

Eine Quittiertaste S1 schaltet die Lampe P2 mit einer Zeitverzögerung von 10s aus.

  a)  Wählen Sie die erforderlichen Kontakte (Öffner/Schließer) aus!

  b)  Vervollständigen Sie den Anschlussplan des Automatisierungsgerätes!

  c)  Erstellen Sie eine Symbolliste!

  d)  Schreiben Sie ein S7-Programm und testen Sie!

Es sind unbedingt folgende Symbolnamen zu verwenden:

          Sensor

            S1

            P1

            P2

 

   Inhaltsverzeichnis

 

Problemstellung 11

Siloanlage

 

   

 

Entwickeln Sie für die Siloanlage eine sinnvolle Einschaltreihenfolge und schreiben Sie ein

SPS-Programm mit automatischer Einschaltung der 3 Bänder und des Siloventils im
Abstand von jeweils 5 Sekunden!

Der Hochlauf soll durch P2 blinkend (2Hz) und der Dauerbetrieb durch P3 mit Dauerlicht angezeigt werden. Eine Störung wird durch P1 (1Hz-Blinklicht) signalisiert.

Mit dem Taster S1 wird die Steuerung ein und mit dem Taster S0 ausgeschaltet.

Die Motoren werden durch je ein Motorschutzrelais geschützt.

Die Schütze sind nach sicherheitstechnischen Belangen zu verriegeln.

  a)  Wählen Sie die erforderlichen Kontakte (Öffner/Schließer) aus!

  b)  Vervollständigen Sie den Anschlussplan des Automatisierungsgerätes!

  c)  Erstellen Sie eine Symbolliste!

  d)  Schreiben Sie ein S7-Programm und testen Sie dieses!

Zuordnungsliste:

Operand       Symbol        Kommentar

. . . . . . . .           B 1           Motorschutzrelais Band 1

. . . . . . . .           B 2           Motorschutzrelais Band 2

. . . . . . . .           B 3           Motorschutzrelais Band 3

. . . . . . . .           S 0           Austaster

. . . . . . . .           S 1           Eintaster

. . . . . . . .           Q 1           Motorschütz Band 1

. . . . . . . .           Q 2           Motorschütz Band 2

. . . . . . . .           Q 3           Motorschütz Band 3

. . . . . . . .           P 1           Störmeldung

. . . . . . . .           P 2           Meldeleuchte Hochlauf

. . . . . . . .           P 3           Meldeleuchte Betrieb

 

   Inhaltsverzeichnis

 

Problemstellung 12

Schiebetürsteuerung

Die Schiebetür in einem Kaufhaus soll sich automatisch öffnen und schließen.

Zum Öffnen der Tür muss die Fussmatte betreten werden. Mit dem Betreten der Matte wird ein Sensor aktiviert, der die Tür öffnet. Nach dem Verlassen der Matte schließt die Tür nach einer Zeitverzögerung von 5 Sekunden.

Wird innerhalb der Verzögerungszeit die Matte erneut betreten, dann wird die Zeit angehalten und nach Verlassen der Matte erneut gestartet.

Wird während des Schließvorgangs die Matte erneut betreten, dann wird die Tür sofort wieder geöffnet.

Aus Sicherheitsgründen verhindert eine Lichtschranke das Schließen der Tür, solange der Lichtstrahl unterbrochen ist.

Mit einem Hauptschalter kann die Automatik ausgeschaltet werde. In diesem Fall schließt die Tür sofort.

Ein Notaustaster setzt die Anlage sofort still.

  a)  Wählen Sie die erforderlichen Kontakte (Öffner/Schließer) aus!

  b)  Vervollständigen Sie den Anschlussplan des Automatisierungsgerätes!

  c)  Erstellen Sie eine Symbolliste!

  d)  Schreiben Sie ein S7-Programm und testen Sie dieses!

Zuordnungsliste:

Operand       Symbol        Kommentar

. . . . . . . .           S 0           Notaustaster

. . . . . . . .           S 1           Hauptschalter

. . . . . . . .           S 2          Sensor Fussmatte

. . . . . . . .           Li              Lichtschranke

. . . . . . . .           S 11        Grenztaster Tür auf

. . . . . . . .           S 12        Grenztaster Tür zu

. . . . . . . .           Q 1           Schütz Tür auf

. . . . . . . .           Q 2           Schütz Tür auf

 

   Inhaltsverzeichnis

 

Problemstellung 13

Rolltreppe

 

   

 

Eine Rolltreppe wird über einen Taster „Betriebsbereit“ in den Bereitschaftszustand versetzt.
Der Anlauf erfolgt, wenn die Lichtschranke von Personen unterbrochen wird
(Unterbrechung = 1-Signal). Der Antrieb soll dann jeweils 20 Sekunden eingeschaltet bleiben. Dabei muss berücksichtigt werden: wenn mehrere Personen hintereinander die Rolltreppe benutzen, muss auch die letzte Person die vollen 20 Sekunden Laufzeit erhalten.

Bei Betätigung eines Austasters wird der Bereitschaftszustand verlassen; dabei muss gegebenenfalls der aktuelle Betrieb beendet werden. Bei Betätigung des Sofortaustasters oder bei Ansprechen des Thermofühlers des Antriebsmotors muss die Anlage sofort angehalten werden und über Blinktakt (4Hz) eine Störmeldung ausgegeben werden.

Gemeldet werden:   „Betriebsbereit“

                                   „Aus“

                                   „Störung“

Erstellen Sie die Zuordnungsliste.

Programmieren und testen Sie das Programm.

Zuordnungsliste:

Operand         Symbol          Kommentar

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   Inhaltsverzeichnis

 

Problemstellung 14

Wende-Stern-Dreieck-Schaltung (Umschaltung automatisch)

 

Ein Drehstrommotor soll mit einer Anlassschaltung für Rechts- und Linkslauf betrieben werden. Nach einer Anlaufzeit von 5 Sekunden soll der Motor automatisch vom Stern- in den Dreieckbetrieb umgeschaltet werden.

Funktion:

Mit dem Taster S2 werden das Sternschütz Q3 und das Netzschütz Q1 (Rechtslauf), oder mit dem Taster S3 werden das Sternschütz Q3 und das Netzschütz Q2 (Linkslauf) eingeschaltet. Es ist zu beachten, dass die jeweiligen Netzschütze aber erst dann eingeschaltet werden dürfen, wenn das Sternschütz eingeschaltet ist. Nach der Hochlaufzeit von 5 Sekunden wird automatisch das Sternschütz abgeschaltet und das Dreieckschütz Q4 eingeschaltet.

Der Sternbetrieb soll durch P2 blinkend (2Hz) und der Dauerbetrieb durch P2 mit Dauerlicht angezeigt werden. Eine Störung wird durch P1 (1Hz-Blinklicht) signalisiert.

Mit dem Taster S0 wird die Steuerung ausgeschaltet.

Der Motor wird durch ein Motorschutzrelais geschützt.

Die Schütze sind nach sicherheitstechnischen Belangen zu verriegeln.

  a)  Wählen Sie die erforderlichen Kontakte (Öffner/Schließer) aus!

  b)  Vervollständigen Sie den Anschlussplan des Automatisierungsgerätes!

  c)  Erstellen Sie eine Symbolliste!

  d)  Schreiben Sie ein S7-Programm und testen Sie dieses!

Zuordnungsliste:

Operand       Symbol        Kommentar

. . . . . . . .           B 2           Motorschutzrelais

. . . . . . . .           S 0           Austaster

. . . . . . . .           S 2           Eintaster Rechtslauf

. . . . . . . .           S 3           Eintaster Linkslauf

. . . . . . . .           Q 1           Netzschütz Rechtslauf

. . . . . . . .           Q 2           Netzschütz Linkslauf

. . . . . . . .           Q 3           Sternschütz

. . . . . . . .           Q 4           Dreieckschütz

. . . . . . . .           P 1           Störmeldung

. . . . . . . .           P 2           Meldeleuchte Betrieb

 

   Inhaltsverzeichnis

 

Problemstellung 15

T-Kippglied

 

Programmieren Sie folgende Funktion:

Wird der Taster S1 betätigt, so wird das Schütz K1 angesteuert. Wird der Taster S1 erneut betätigt, so fällt das Schütz wieder ab.

 

   Inhaltsverzeichnis

 

Problemstellung 16

Wendeschaltung Band

 

Der Antrieb eines Förderbandes erfolgt durch einen Drehstrommotor. Bei Betätigung
des Tasters „S1_vor“ wird durch Linkslauf des Motors das Band vorwärts bewegt.

Bei Betätigung des Tasters „S3_zurück“ wird durch Rechtslauf des Motors das Band rückwärts bewegt. Bei Betätigung des Tasters „S2_Aus“ soll der Motor stehen bleiben.

Eine Umkehr der Bewegungsrichtung soll durch Betätigung des Tasters für die Gegenrichtung direkt möglich sein. Eine gleichzeitige Betätigung der Taster „S1_vor“ und „S3_zurück“ bewirken Motorstillstand, desgleichen wenn ein Taster „S1_vor“ oder „S3_zurück“ und der Taster „S2_Aus“ gleichzeitig gedrückt werden.

Waren die Taster „S1_vor“ und „S3_zurück“ gleichzeitig gedrückt, müssen erst beide wieder losgelassen werden, bevor ein Neustart in der gewünschten Richtung wirksam wird.

Ist der Motor in Betrieb, wird dies durch eine Meldeleuchte mit 2Hz Blinkfrequenz angezeigt.

  a)  Wählen Sie die erforderlichen Kontakte (Öffner/Schließer) aus!

  b)  Vervollständigen Sie den Anschlussplan des Automatisierungsgerätes!

  c)  Erstellen Sie eine Symbolliste!

  d)  Schreiben Sie ein S7-Programm!

 

   Inhaltsverzeichnis

 

Problemstellung 17

Verpackungsmaschine

 

Eine Verpackungsmaschine soll mit einem „Eintaster“ ein- und mit einem „Austaster“ ausgeschaltet werden.

An der Anlage befinden sich zwei Vorratsbehälter. Ist einer der beiden Vorratsbehälter leer (Teile „S 2“; Kartons „S 3“) wird über eine zugehörige Meldeleuchte (blinkend) ein Signal gegeben.

Wird der Behälter nicht innerhalb von 5 Sekunden wieder gefüllt, wird über eine Hupe und eine weitere Meldeleuchte ein Signal gegeben.

Die Hupe lässt sich durch den Taster „S 4“ quittieren die Meldeleuchte nur durch einen Schlüsseltaster im Meisterbüro.

Die Maschine läuft nur, wenn Material vorhanden ist und keine Meldung vorliegt.

  a)  Wählen Sie die erforderlichen Kontakte (Öffner/Schließer) aus!

  b)  Vervollständigen Sie den Anschlussplan des Automatisierungsgerätes!

  c)  Erstellen Sie eine Symbolliste!

  d)  Schreiben Sie ein S7-Programm!

 

   Inhaltsverzeichnis

 

Problemstellung 18

Biegemaschine

 

   

 

Auf einer Biegevorrichtung werden Bleche gebogen.

Nachdem das Blech von Hand eingelegt und die Starttaste (S0) betätigt wurde, fährt der Zylinder 1 aus und hält das Blech fest.

Der Zylinder 2 biegt das Blech um 90°.

Wenn der Zylinder 2 sich wieder in seiner Grundstellung befindet, bekommt das Blech durch den Zylinder 3 seine endgültige Form.

Die drei Zylinder werden durch elektropneumatische federrückgestellte Ventile angesteuert.

Das Technologieschema gibt Auskunft darüber, wann welches Ventil angesteuert werden muss.

Entwickeln Sie für die Biegevorrichtung eine Grobstruktur.

Erstellen Sie ein S7-Programm und dokumentieren Sie dieses.

 

   Inhaltsverzeichnis

 

Problemstellung 19

Kirschenabfüllanlage

 

   

 

Auf einem Transportband, dass durch einen Motor angetrieben wird, werden Gläser unter einem Behälter bewegt. Der Sensor meldet ein vorhandenes Glas und schaltet den Bandmotor ab. Gleichzeitig wird der Absperrschieber geöffnet. Dadurch fallen Kirschen in das Glas.

Das Gewicht des Glases wird mit einer Messdose erfasst. Der Bereich des Spannungsausganges der Messdose liegt bei

0V..10V. Dieser Spannungsbereich entspricht dem Gewicht von 0g..500g.

Wird die Gewichtsmarke von 250g erreicht, soll der Absperrschieber geschlossen und das Ventil geöffnet werden. Dadurch gelangt Kirschsaft in das mit 250g Kirschen gefüllte Glas. Das Ventil soll schließen, wenn die zweite Gewichtsmarke von 450g erreicht ist.

Das gefüllte Glas soll nun durch das Transportband zur Verpackung weiter transportiert werden.

Die gesamte Anlage wird durch einen Austaster abgeschaltet und durch einen Eintaster eingeschaltet. Eine Betriebsanzeige soll den Einschaltzustand anzeigen.

Entwickeln Sie für die Abfüllanlage eine Grobstruktur.

Erstellen Sie ein S7-Programm und dokumentieren Sie dieses.

Übergeben Sie die Signale für das Erreichen der Gewichtsmarken mit zwei Eingängen.

 

   Inhaltsverzeichnis

 

Problemstellung 20

Kübelaufzug

 

 

 

Ein Kübel soll Material aus dem Vorratsbunker auf ein Förderband transportieren. Die Anlage soll im Hand- und Automatikbetrieb fahrbar sein. Für beide Betriebsarten gelten folgende Schaltbedingungen:

1. Die Abschaltung erfolgt mittels Austaster (S2), NOT-AUS (S0) und dem Bimetall (F5).

2. Die Anlage wird mit S1 eingeschaltet. Signalisiert wird der Einzustand mit H1.

Automatikbetrieb:

Der Wahlschalter (S10) steht auf AUTO, H7 zeigt den Automatikbetrieb an.

Der Kübel befindet sich in der oberen Endlage (S12) und der Schieber (S14) ist geschlossen. Nach Betätigung der Starttaste (S3) fährt der Kübel zur unteren Endlage (S11). Ist die untere
Endlage erreicht, öffnet der hydraulische Schieber (Y1) bis der Sensor S13 betätigt wird.

Nach einer Ladezeit von 10 Sekunden schließt der Schieber (Y2). Ist der Schieber geschlossen (S14), fährt der Kübel nach oben. Wenn der Kübel seine obere Endlage (S12) erreicht hat, verweilt er für 5 Sekunden in seiner Lage.

Nach Ablauf dieser Zeit startet der Ladevorgang automatisch neu und wiederholt sich bis der Stopp-Taster

(S4) betätigt wird. Nach Betätigung der Stopp-Taste läuft das Programm noch so lange weiter, bis der Kübel die obere Endlage (S12) erreicht hat.

Erstellen Sie ein S7-Programm und dokumentieren Sie dieses.

 

   Inhaltsverzeichnis

 

Problemstellung 21

Siloanlage

 

   

 

Entwickeln Sie für die Siloanlage eine sinnvolle Einschaltreihenfolge und schreiben Sie ein SPS-Programm mit automatischer Einschaltung der 3 Bänder und des Siloventils im Abstand von jeweils 5 Sekunden!

Der Hochlauf soll durch P2 blinkend (2Hz) und der Dauerbetrieb durch P3 mit Dauerlicht angezeigt werden. Eine Störung wird durch P1 (1Hz-Blinklicht) signalisiert.

Mit dem Taster S1 wird die Steuerung ein und mit dem Taster S0 ausgeschaltet.

Die Motoren werden durch je ein Motorschutzrelais geschützt.

Die Schütze sind nach sicherheitstechnischen Belangen zu verriegeln.

Erstellen Sie die Zuordnungsliste.

Programmieren und testen Sie das Programm.

Zuordnungsliste:

Operand       Symbol        Kommentar

. . . . . . . .           B 1           Motorschutzrelais Band 1

. . . . . . . .           B 2           Motorschutzrelais Band 2

. . . . . . . .           B 3           Motorschutzrelais Band 3

. . . . . . . .           S 0           Austaster

. . . . . . . .           S 1           Eintaster

. . . . . . . .           Q 1           Motorschütz Band 1

. . . . . . . .           Q 2           Motorschütz Band 2

. . . . . . . .           Q 3           Motorschütz Band 3

. . . . . . . .           P 1           Störmeldung

. . . . . . . .           P 2           Meldeleuchte Hochlauf

. . . . . . . .           P 3           Meldeleuchte Betrieb

 

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Problemstellung 22

Fussgängerampel

 

   

 

Mit dem Taster „S1“ (E0.0) wird die Ampelanlage eingeschalten. Nun leuchten die Fussgängerampeln alle rot (A6.2 und A6.0). Die Verkehrsampel leuchtet grün (A6.7). Mit dem Taster „S0“ (E0.1) wird die Ampelanlage abgeschaltet.

Wird nun ein Taster der Fussgängerampeln (E2.0 oder E2.1) betätigt, schaltet die Ampelanlage in folgender Reihenfolge um:

3 Sekunden nach Tasterbetätigung schaltet die Verkehrsampel von grün nach gelb (A6.7 → A7.0).

Nach einer Gelbphase von 1,8 Sekunden wechselt die Verkehrsampel auf rot
(A7.0 → A7.1).

Nach einer zusätzlichen Sicherheitswartepause von 2 Sekunden schalten nun die Fussgängerampeln für 1,5 Sekunden von rot nach grün (A6.0 → A6.1 und
A6.2 → A6.3)

nach weiteren 2 Sekunden schaltet die Verkehrsampel mit einer Umschaltdauer von 1,5 Sekunden von rot über rot/gelb nach grün zurück (A7.1 → A7.1/A7.0 → A6.7)

Programmieren und testen Sie das Programm.

 

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Problemstellung 23

Mischautomat

 

  

 

Die im Technologieschema dargestellte Steuerung soll folgenden Mischzyklus durchlaufen.

Die Bedienperson betätigt den Starttaster S0. Die Startlampe leuchtet, Pumpe M2 und Rührer M1 werden eingeschaltet. Ventil Y1 öffnet und die Flüssigkeit 1 wird in den Mischbehälter gepumpt, bis der Fühler B1 erreicht wird.

Ventil Y1 schließt, Y2 öffnet und Flüssigkeit 2 läuft in den Mischbehälter bis der Initiator B2 betätigt wird.

Ventil Y2 schließt, Y3 öffnet und Flüssigkeit 3 läuft in den Mischbehälter bis der Initiator B3 betätigt wird.

Ventil Y3 schließt, Y4 öffnet und Flüssigkeit 4 läuft in den Mischbehälter bis der Initiator B4 betätigt wird.

Ventil Y4 schließt, die Pumpe M2 wird abgeschaltet. Der Rührer M1 läuft weiter. Vier Sekunden nachdem das Ventil Y4 geschlossen hat, geht die Startlampe P0 aus und die Klarlampe P5 leuchtet. Sie signalisiert, dass der Mischvorgang beendet ist.

Nach dem Aufleuchten der Klarlampe P5, kann die Stopp-Taste betätigt werden. Der Rührer M1 stoppt, die Klarlampe P5 geht aus und der Behälter kann entleert werden.

Die Anlage wird sofort abgeschaltet, wenn einer der NOT-AUS-Taster S6 oder S7 betätigt werden oder die Bimetallauslöser F1 oder F2 der Motoren ansprechen.

Schreiben Sie eine Grobstruktur.

Programmieren und testen Sie das Programm.

 

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Problemstellung 24

Autowaschanlage

 

   

 

Das Technologieschema zeigt in vereinfachter Darstellung eine Pkw-Waschanlage, bei der folgende Funktionen erfüllt sein sollen:

Durch Betätigung des Starttasters „S3“ schaltet der Bandantriebsmotor ein. Durch das nun laufende Transportband werden nacheinander die Grenztaster „S4“ bis „S8“ betätigt.

Der Grenztaster „S4“ schaltet das Magnetventil „Y1“ ein.

Beim Überfahren von Grenztaster „S5“ schaltet „Y2“ und die beiden Bürstenmotoren ein, „Y1“ wird abgeschaltet.

Grenztaster „S6“ schaltet das Magnetventil „Y3“ ein. Die Bürstenmotoren und „Y2“ werden abgeschaltet.

Bei Betätigung von „S7“ wird „Y3“ ausgeschaltet und der Gebläsemotor
eingeschaltet.

Erreicht der PKW den Grenztaster „S8“, wird der Gebläsemotor ausgeschaltet. Die Anlage kann jedoch erst neu gestartet werden, wenn „S8“ durch das Wegfahren des PKW wieder frei geworden ist.

Die Anlage kann immer mit einem „NOT-Stop“-Taster gestoppt werden. Bei Ausfall eines der vier Bimetallrelais bleibt die Anlage ebenfalls sofort stehen.

Bei einer Störung durch „NOT-Stop“ blinkt der „Störung“sleuchtmelder mit einer Frequenz von 1 Hz und einem Puls-Pausen-Verhältnis von 4:1.

Bei einer Störung durch eines der Bimetallrelais erfolgt ein akustisches Signal und der „Störung“sleuchtmelder blinkt mit einer Taktfrequenz von 1 Hz.

Das akustische Signal kann mit einem Drucktaster quittiert werden. Die optische Anzeige erlischt erst, wenn die Störung behoben ist.

Die Magnetventile „Y1“ bis „Y3“ bekommen nur eine Betriebsanzeige.

Bei den Motoren „M1“ bis „M4“ übernimmt die Betriebsanzeige im Falle einer Störung zusätzlich
auch die blinkende Störmeldung.

Erstellen Sie ein S7-Programm und dokumentieren Sie dieses.

 

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Problemstellung 25

Betonmisch- und Verladeanlage

 

   

 

Die Hauptbestandteile der Anlage sind: das Magnetventil des Siloschiebers Y1, das Förderband und die Waage.

Zur Orientierung für den Lkw-Fahrer steht noch eine Ampel zur Verfügung.

Mit dem Taster S1 wird die Anlage betriebsbereit geschaltet, d. h. die Waage ist betriebsbereit und die Ampel leuchtet „Grün“. Der Taster S0 (NOT-AUS) und das Auslösen des Bimetalls B5 schaltet die gesamte Anlage aus.

Fährt ein LKW auf die Waage und der Grenztaster S4 wird angefahren, schaltet die Ampel auf „Rot“ und es kann mit dem Ladetaster S2 der Ladevorgang eingeleitet werden.

Nach Betätigung von S2 schaltet zuerst das Förderband ein. Nach 3 Sekunden öffnet der Schieber Y1.

Spricht der Druckschalter S3 der Waage an, schließt der Schieber Y1 und nach einer Verzögerung von 5 Sekunden schaltet das Band ab, die Ampel schaltet auf „Grün“. Der LKW kann die Waage verlassen.

Ein neuer Ladevorgang kann unter den bekannten Bedingungen eingeleitet werden.

Entwickeln Sie für die Betonmisch- und Verladeanlage eine Grobstruktur.

Erstellen Sie ein S7-Programm und dokumentieren Sie dieses.

 

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Problemstellung 26

Prägemaschine

 

   

 

Mit einer Prägemaschine soll auf Werkstücken eine Kennzeichnung eingeprägt werden.

Funktionsablauf:

Nach Betätigung der Starttaste (S0) schiebt ein Schieber (Y1) ein Werkstück aus dem Magazin auf die Platte des Auswerfers. Der Auswerfer (Y3) senkt ab. Wenn die Prägeform belegt ist (S7=1), stößt der Prägestempel (Y2) abwärts. Nach einer Wartezeit von 2 Sekunden geht der Prägestempel wieder in seine Ausgangsstellung. Nach dem Prägevorgang stößt der Auswerfer (Y3) das fertige Teil aus der Form. Ist der Auswerfer ausgefahren (S6=1), dann öffnet Y4. Mit dem Luftstrom aus der Luftdüse (Y4) wird das Werkstück in den Auffangbehälter geblasen. Eine Lichtschranke spricht an, wenn das Teil in den Auffangbehälter fällt und schließt die Luftdüse (Y4). Anschliessend kann der nächste Programmvorgang beginnen.

Anmerkung: Es findet keine automatische Wiederholung des Vorgangs statt.

Entwickeln Sie für die Prägemaschine eine Grobstruktur.

Erstellen Sie ein S7-Programm und dokumentieren Sie dieses.

 

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