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Druckansicht von http://lehrerfortbildung-bw.de/faecher/nwt/fb/atechnik/grundlagen/, Stand 20. Oct. 2014

Landesakademie für Fortbildung und Personalwentwicklung an Schulen
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Grundlagen der Automatisierungstechnik

In diesem Bereich erhalten Sie einen Überblick über den Inhalt der Broschüre "Grundlagen der Automatisierungstechnik". Außerdem wird jeweils ein Beispielkapitel in deutscher, englischer, französischer und spanischer Sprache vorgestellt sowie die Broschüre zum Download angeboten.

 

Inhalt der Broschüre

1. Wie arbeiten Ingenieure? 7
  1.1 Technische Zeichnungen und Stücklisten
 
  1.2 Schaltpläne 11
  1.3 Ablaufpläne und Programme 12
  1.4 Technologieschema und Prinzipskizze 13
  1.5 Berechnungen und Simulation 14
     
2. Die Automatisierungstechnik als Teil der Technikwissenschaften 15
  2.1 Wichtige historische Entwicklungsetappen der Automatisierungstechnik
15
  2.2 Auswirkungen der Automatisierung für den Menschen 17
     
3. Grundlagen der Elektrotechnik 19
  3.1 Gleichstrom und Wechselstrom 19
  3.2 Elektrischer Widerstand und elektrische Leistung 20
      3.2.1 Elektrischer Leiter 20
      3.2.2 Elektrischer Widerstand 20
      3.2.3 Ohmsches Gesetz 21
      3.2.4 Elektrische Leistung 21
  3.3 Funktionsweise eines Elektromagneten 22
      3.3.1 Aufbau eines Elektromagneten
23
      3.3.2 Anwendungen von Elektromagneten 23
  3.4 Funktionsweise eines elektrischen Kondensators
24
  3.5 Funktionsweise einer Diode 25
  3.6 Funktionsweise und Aufbau von Schaltern 26
      3.6.1 Schließer 26
      3.6.2 Öffner
27
      3.6.3 Wechsler 27
  3.7 Relais und Schütze 28
      3.7.1 Anwendungen von Relais 28
      3.7.2 Aufbau eines Relais 29
      3.7.3 Zeitrelais 30
  3.8 Funktion und Aufbau des Netzteils 32
  3.9 Messen im elektrischen Stromkreis 33
      3.9.1 Vorgehensweise beim Messen im elektrischen Stromkreis 34
     
4. Sensoren 37
  4.1 Näherungsschalter 37
      4.1.1 Magnetische Sensoren 38
      4.1.1 Elektronische Sensoren 39
      4.1.2 Induktive Näherungsschalter 40
      4.1.3 Kapazitive Näherungsschalter 41
      4.1.4 Optische Näherungsschalter 42
  4.2 Drucksensoren 45
      4.2.1 Mechanische Druckschalter mit binärem Ausgangssignal 45
      4.2.2 Elektronische Druckschalter mit binärem Ausgangssignal 46
     
5. Grundlagen der Pneumatik 47
  5.1 Physikalische Grundlagen 48
      5.1.1 Basiseinheiten 48
      5.1.1 Abgeleitete Einheiten 48
 
    5.1.2 Newtonsches Gesetz
48
      5.1.3 Druck 49
  5.2 Eigenschaften der Luft 50
      5.2.1 Boyle-Mariott'sches Gesetz 50
      5.2.2 Gay-Lussac'sches Gesetz 51
      5.2.3 Allgemeine Gasgleichung 52
  5.3 Die Einzelkomponenten einer pneumatischen Steuerung und ihre Funktion 53
  5.4 Funktionen und Merkmale von Aktoren – Pneumatikzylinder 55
      5.4.1 Einfachwirkender Zylinder 55
      5.4.2 Doppeltwirkender Zylinder 55
      5.4.3 Geschwindigkeitsregulierung bei einfachwirkenden Zylindern 56
      5.4.4 Geschwindigkeitsregulierung bei doppeltwirkenden Zylindern 58
  5.5 Funktionen und Merkmale von Pneumatikventilen 60
      5.5.1 Bezeichnung und Symbole von Pneumatikventilen 61
      5.5.2 Betätigungsarten von Pneumatikventilen 62
      5.5.3 Ansteuerung eines einfachwirkenden Zylinders 62
      5.5.4 Ansteuerung eines doppeltwirkenden Zylinders 63
  5.6 Funktionen und Merkmale von pneumatischen Antrieben 64
      5.6.1 Geführte Antriebe, kolbenstangenlose Linearantriebe und Drehantriebe 64
      5.6.2 Pneumatische Greifer 65
  5.7 Darstellung pneumatischer Steuerungen im Schaltplan 67
      5.7.1 Symbolbezeichnungen in Schaltplänen 68
     
6. Elektrische Antriebe 71
  6.1 Physikalisch- technische Grundlagen des Gleichstrommotors 71
      6.1.1 Ansteuerung von Gleichstrommotoren 74
      6.1.2 Hubmagnete als einfache Stellantriebe 76
     
7. Grundlagen der Steuerungstechnik 77
  7.1 Aufbau und Funktionsweise einer Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) 79
  7.2 Mathematische Grundlagen – Logische Grundverknüpfungen 80
      7.2.1 Allgemeines 80
      7.2.2 Identität (JA-Funktion) 80
      7.2.3 Negation (NICHT-Funktion) 81
      7.2.4 Konjunktion (UND-Funktion) 82
      7.2.5 Disjunktion (ODER-Funktion) 83
      7.2.6 Weitere logische Verknüpfungen 85
  7.3 Beispiele für den Aufbau einer Steuerung 87
     
8. Anwendungen von Relais in der Elektropneumatik 89
  8.1 Direkte und indirekte Ansteuerungen mit Relais 89
      8.1.1 Direkte Steuerung eines einfachwirkenden Zylinders 90
      8.1.2 Indirekte Steuerung eines einfachwirkenden Zylinders 90
      8.1.3 Steuerung eines doppeltwirkenden Zylinders 91
  8.2 Logische Verknüpfungen mit Relais 92
      8.2.1 Parallelschaltung (ODER-Verknüpfung) 92
      8.2.2 Reihenschaltung (UND-Verknüpfung) 93
  8.3 Signalspeicherung mit Relais und Magnetimpulsventil 94
      8.3.1 Signalspeicherung durch eine Relaisschaltung mit Selbsthaltung 94
      8.3.2 Manuelle Vorhub- und Rückhubsteuerung über Relais mit Selbsthaltung 95
      8.3.3 Signalspeicherung durch ein Magnetimpulsventil 96
      8.3.4 Selbsttätige Rückhubsteuerung mit Magnetimpulsventil 97
      8.3.5 Vergleich der Signalspeicherung von selbsthaltendem Relais und Magnetimpulsventil 97
  8.4 Verzögerungsschaltungen mit Relais 98
      8.4.1 Steuerung eines Zylinders mit Zeitablauf 98
     
9. Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) 99
  9.1 Allgemeines 99
  9.2 Logische Symbole der Steuersoftware FluidSIM® 100
  9.3 Programmierung einer Verknüpfungssteuerung mit SPS 101
      9.3.1 Beispiel 1: Selbsthaltung 101
      9.3.2 Beispiel 2: UND-Verknüpfung, Zeitglied 102
  9.4 Programmierung einer Ablaufsteuerung mit Schrittketten 104
   
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Letzte Änderung: 09.07.2009