Lösungen - ET Elektrotechnik
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Brain Food<br />
Antworten zu Aufgaben 190 bis 207 aus <strong>ET</strong> 9/10<br />
Rico De Boni, Marcel Schöb<br />
Installationspraxis<br />
Lösung 190<br />
Die Steuerung ist ein Vorgang, bei dem<br />
über eine oder mehrere Eingangsgrössen<br />
eines Systems eine Prozessgrösse<br />
beeinflusst wird. Der sich tatsächlich<br />
einstellende Wert wird nicht überprüft,<br />
sodass sich eine mögliche Abweichung,<br />
beispielsweise hervorgerufen durch äussere<br />
Störungen, nicht auf den Steuerungsvorgang<br />
auswirkt. Kennzeichen<br />
der Steuerung ist somit ein offener Wirkungsablauf.<br />
Im Gegensatz dazu wird<br />
bei der Regelung die zu regelnde Grösse<br />
fortlaufend gemessen und mit einem<br />
vorgegebenen Wert verglichen. Besteht<br />
zwischen diesen beiden Grössen eine<br />
Differenz, so wird ein Verstellvorgang<br />
eingeleitet. Kennzeichen der Regelung<br />
ist somit der geschlossene Wirkungsablauf.<br />
Lösung 191<br />
Steuerungen: Lichtsteuerung mit Relais,<br />
Kransteuerung, Steuerung an Heisswasserspeicher<br />
usw.<br />
Regelungen: Heizungsregulierung mit<br />
Raumthermostat, Beleuchtung mit<br />
Lichtfühler, Motorantrieb mit Tachogenerator<br />
und Frequenzumrichter usw.<br />
Lösung 192<br />
a) SPS: Speicherprogrammierbare<br />
Steuerung.<br />
b) Pneumatik: Lehre von den Bewegungen<br />
und Gleichgewichtszuständen<br />
der Luft. In der Automatisierung<br />
wird die Steuerung und Regelung<br />
mit Druckluft so bezeichnet.<br />
c) Der Zweipunktregler arbeitet mit zwei<br />
Ausgangszuständen z. B. Ein/Aus.<br />
Dreipunktregler haben drei Ausgangszustände<br />
z. B. Aus, Langsam<br />
und Schnell.<br />
d) CPU: Central Processing Unit<br />
(zentrale Steuerungseinheit)<br />
beispielsweise im Automatisierungsgerät.<br />
e) MSR: Mess-, Steuerungs- und Regeltechnik.<br />
Der Begriff wird gleichbedeutend<br />
für Automatisierungstechnik<br />
verwendet.<br />
Lösung 193<br />
a) 1: Anlageschalter/Ausschaltung und<br />
Trennung der ganze Anlage.<br />
2: Motorschutzschalter mit elektromagnetischer<br />
und thermischer<br />
Auslösung und Hilfskontakten.<br />
Stellt den Motorschutz und den<br />
Leitungsschutz sicher und meldet<br />
die Schaltstellung der Steuerung.<br />
3: Sanftstarter (Softstarter). Er wird<br />
eingesetzt, um den Strom und das<br />
Drehmoment während des Anlaufvorgangs<br />
der Pumpe zu reduzieren.<br />
4: Sicherheits-/Revisionsschalter,<br />
abschliessbar. Unterbricht den<br />
Stromkreis bei Wartungsarbeiten<br />
vor Ort.<br />
b) Der Kontakt in der Motorenwicklung<br />
(Klixon) wird zu einem Relais<br />
in der Steuerung geführt. Diese<br />
unterbricht bei zu hoher Wicklungstemperatur<br />
den Stromkreis.<br />
Lösung 195<br />
c) A1/A2: Steuerspannung<br />
1: Startbefehl<br />
d) Störungsmeldung des Sanftanlassers.<br />
Dieser verfügt über einen<br />
integrierten Geräteeigenschutz,<br />
der verhindert, dass er thermisch<br />
überlastet wird.<br />
Lösung 194<br />
• Schütze sind für höhere Schaltleistungen<br />
ausgelegt und besitzen Funkenlöschkammern.<br />
• Die Schaltkontakte der Relais können<br />
auch Wechslerkontakte (Umschalter)<br />
sein, bei Schützen sind nur Öffner<br />
und Schliesser vorhanden.<br />
• Schütze werden meistens mit Wechselspannung<br />
betrieben, Relais sind<br />
häufig auch mit Gleichstrom angesteuert.<br />
• Relais haben im Gegensatz zu Schützen<br />
auch Klappanker für den Antrieb.<br />
Lösung195<br />
a) siehe Abbildung<br />
b) Relais abfallverzögert<br />
c) Relais anzugverzögert<br />
d) Bedienung durch Annähern<br />
e) Bedienung durch Berühren<br />
f) Steuerung durch Flüssigkeitspegel<br />
g) Betätigung durch Drehen<br />
h) Betätigung durch Drücken<br />
88 I <strong>Elektrotechnik</strong> 9/10
Lösung 196<br />
a) Anzugverzögerung<br />
b) Rückfallverzögerung<br />
c) einschaltwischend<br />
d) anzug- und abfallverzögert<br />
e) Y ∆ Relais<br />
Lösung 197<br />
Die berührungslosen Schalter lassen<br />
sich wie folgt unterteilen:<br />
a) Induktive Näherungsschalter: Sie arbeiten<br />
nach dem Prinzip des bedämpften<br />
LC-Oszillators. Dringt Metall in den<br />
Ansprechbereich ein, wird dem System<br />
Energie entzogen. Das Metallteil<br />
ruft einen Energieverlust hervor, der<br />
durch Wirbelstrombildung verursacht<br />
wird. Diese Veränderung führt<br />
zu einer Stromänderung, die in der<br />
nachgeschalteten Elektronik zu einem<br />
Schaltsignal umgesetzt wird.<br />
b) Kapazitive Näherungsschalter: die aktive<br />
Fläche des kapazitiven Näherungsschalters<br />
wird von zwei metallischen<br />
Elektroden gebildet, die man sich als<br />
die Elektroden eines aufklappbaren<br />
Kondensators vorstellen kann. Nähert<br />
sich ein Objekt dieser aktiven<br />
Fläche, bewirkt dies eine Erhöhung<br />
der Koppelkapazität. Dieses wird in<br />
der Auswerteschaltung erfasst und in<br />
einen Schaltbefehl umgesetzt.<br />
c) Die optischen Näherungsschalter arbeiten<br />
mit Infrarotlicht. Das reflektierte<br />
Licht wird ausgewertet und löst einen<br />
Schaltbefehl aus.<br />
Lösung 198<br />
Bei der Schaltung der Beleuchtung handelt<br />
es sich um die 3-Leiter-Schaltung.<br />
Sie wurde bis in die 70er-Jahre verwendet.<br />
Dabei wurde der N über den Taster<br />
geschaltet, während der Polleiter direkt<br />
zur Spule und zum Kontakt führte. Die<br />
Steigleitung hatte somit nur drei Leiter<br />
(N, Tasterdraht und Lampendraht). Da<br />
aber der N nicht geschaltet werden darf,<br />
ist die Schaltung durch die 4-Leiter-<br />
Schaltung ersetzt worden. Bestehende<br />
Schaltungen können verbleiben, Automaten<br />
für diese Schaltungsart sind erhältlich,<br />
bei einem Umbau muss aber auf<br />
das neue Schaltsystem umgerüstet werden.<br />
Lösung 199<br />
Die Zeichen definieren die maximale<br />
Schaltleistung:<br />
AC1: ohmische oder schwach induktive<br />
Last (von links nach rechts):<br />
• maximaler Glimmlampenstrom<br />
bei den Druckkontakten<br />
• Glühlampenlast<br />
• Leuchtstofflampen unkompensiert<br />
• Leuchtstofflampen seriekompensiert<br />
• Leuchtstofflampen parallelkompensiert<br />
• Energiesparlampen<br />
Lösung 200<br />
a) Der Neutralleiter wird für die thermische<br />
Rückführung benötigt.<br />
Dazu ist das Bimetall mit einem eingebauten<br />
Heizwiderstand thermisch<br />
gekoppelt. Wenn der Thermostat bei<br />
sinkender Temperatur schaltet, wird<br />
mit der externen Heizung auch der<br />
Heizwiderstand eingeschaltet. Der<br />
Thermostat wird dadurch zum Einund<br />
Ausschalten gebracht, auch wenn<br />
sich die Raumtemperatur kaum ändert.<br />
Das Einschaltverhältnis (Heizzeit<br />
zu Periodenzeit) sinkt mit steigender<br />
Raumtemperatur. Durch das<br />
Takten entsteht im Raum nur eine<br />
kleine Temperaturschwankung von<br />
± 0,1 ... 0,5 K, abhängig von der Zeitkonstante<br />
des Raumes.<br />
b) Ohne thermische Rückführung arbeitet<br />
der Thermostat ebenfalls. Die<br />
Aus- und Einschaltpunkte liegen aber<br />
weit auseinander, sodass im Raum<br />
grosse Temperaturschwankungen auftreten.<br />
Lösung 201<br />
Netzfreischalter schalten einen Stromkreis<br />
nach der manuellen Abschaltung<br />
angeschlossener Verbraucher ab. Dadurch<br />
werden störende elektromagnetische<br />
Wechselfelder verhindert. Zur<br />
Überwachung wird dann eine Gleichspannung<br />
angelegt. Es entsteht so kein<br />
messbares Wechselfeld und es ist trotzdem<br />
sichergestellt, dass das Einschalten<br />
sofort erkannt wird und der überwachte<br />
Stromkreis wieder zugeschaltet wird.<br />
Lösung 202<br />
a) Funktionsplan FUP<br />
b) Kontaktplan KOP<br />
c) Anweisungsliste AWL<br />
Elektroplanung<br />
Lösung 203<br />
Merkmale des Wirkschaltschemas:<br />
• Grundlage bildet der Grundrissplan<br />
des Architekten (Massstab 1 : 50 oder<br />
1 : 100).<br />
• Die verschiedenen elektrischen Installationen<br />
(Licht/Kraft/Telefon usw.)<br />
werden lagerichtig und vorzugsweise<br />
verschiedenfarbig eingezeichnet.<br />
• Darstellung 1-polig, wie im Prinzipschema.<br />
• Über die genaue Funktion der Schaltung<br />
gibt der Lageplan keine Auskunft.<br />
• Leitungsverlauf (Rohre/Kanäle),<br />
Dimensionierungen, Steckdosentypen<br />
usw. sind weitere Informationen für<br />
den Installateur.<br />
(Bild Lösung 203)<br />
Lösung 204<br />
Merkmale des Geräte-Verdrahtungsplanes:<br />
• zeigt die internen Verbindungen zwischen<br />
den einzelnen Betriebsmitteln;<br />
• dient in erster Linie der Fertigung des<br />
Gerätes im Herstellerbetrieb;<br />
• sind für Reparaturen und Wartungsarbeiten<br />
sehr wichtig und sollten nicht<br />
entfernt werden.<br />
Brain Food für Lernende<br />
Leuchtstofflampe FL<br />
1 × 36 W oder 2 × 18 W<br />
(Tandemschaltung).<br />
Lösung 203 Lösung 204<br />
<strong>Elektrotechnik</strong> 9/10 I 89
Hauptschütz<br />
Brain Food für Lernende<br />
Hilfsrelais<br />
Lösung 205<br />
Werkstatt mit Lichtinstallation und Ventilator (Abluft).<br />
Lösung 206<br />
Lösung 205<br />
Merkmale des Anschlussplanes.<br />
• Zeigt, wie die Klemmen des Schaltschrankes<br />
für den Anschluss der externen<br />
Betriebsmittel angeordnet sind.<br />
• Es können keine Funktionen oder Zusammenhänge<br />
daraus gelesen werden.<br />
• Dient nur dem Anschluss der Leitungen.<br />
Lösung 206<br />
Bei der Kennzeichnung der Anschlüsse<br />
ist zwischen Hauptstromkontakten und<br />
Hilfskontakten zu unterscheiden.<br />
Kennzeichnung der Hauptstromkontakte<br />
von Schützen: Die Hauptstromkontakte<br />
werden mit einem Code bezeichnet, der<br />
aus einer Ziffer und einer darauf folgenden<br />
alphanummerischen Kombination<br />
besteht: z. B. 1L1 - 2T1, 3L2 - 4T2, 5L3<br />
- 6T3. In der Regel wird an 1, 3, 5 das<br />
Netz, an 2, 4, 6 die Last angeschlossen.<br />
Kennzeichnung der Hilfskontakte: Hilfskontakte<br />
werden mit zweistelligen Zahlen<br />
bezeichnet:<br />
• Die erste Ziffer ist die Ordnungsziffer.<br />
Sie nummeriert die Kontakte fortlaufend,<br />
unabhängig von der Funktion<br />
der Kontakte.<br />
• Die zweite Ziffer ist die Funktionsziffer,<br />
sie gibt Auskunft über die Art des<br />
Kontaktes.<br />
1–2 für Öffner (NC normality closed ist<br />
die Bezeichnung für den amerikanischen<br />
Markt)<br />
3–4 für Schliesser (NO normality open)<br />
5–6 für Öffner mit Spezialfunktion<br />
(Thermo- oder Zeitrelais)<br />
7–8 für Schliesser mit Spezialfunktion<br />
(Thermo- oder Zeitrelais)<br />
Lösung 207<br />
Blau: Lichtinstallationen<br />
Rot: Wärme- und Kraftinstallationen<br />
Grün: Telefoninstallationen<br />
Violett: Antenneninstallationen<br />
(Radio/TV)<br />
Braun: Sonnerieanlagen<br />
Orange: Brandmeldeanlagen<br />
Die Fragen und Antworten<br />
finden Sie im Dossier Brain Food auf<br />
www.elektrotechnik.ch<br />
90 I <strong>Elektrotechnik</strong> 9/10