SIN02-XX1-K10 - Grundlagen der Steuerungstechnik II

1. Die Verpackungsstation für Flaschen aus Lektion 5 (Seite 61, Abb. 5.18) soll
umgestaltet werden (siehe Technologieschema in Abb. E.1). Es soll nun nicht
die Befülleinheit auf die Positionen 1–3 verfahren können, sondern der Zylinder
zum Längsverschieben 1A1 soll die Palette entsprechend in drei Positionen
verschieben. Über die magnetischen Näherungsschalter B1–B3 und den
Permanentmagneten am Kolben werden die jeweiligen Positionen gemeldet.
Dabei ist an die Genauigkeit der Positionierung keine große Anforderung zu
stellen. Die hier nicht dargestellte Befülleinheit ist über der stationären Einfüllstelle
fixiert. Die Kolbenstange des Zylinders 2A1 ist während des Abfüllvorganges
fest mit dem Tablett verbunden. Sind alle Flaschen eingefüllt, wird
das Tablett entnommen und ein neues eingelegt. Dieser Vorgang ist in der
Aufgabenlösung nicht zu berücksichtigen. Folgende Aufgaben sollen zu dieser
Anlage bearbeitet werden:
a) Es soll der elektropneumatische Schaltplan erstellt werden. Für die Kolbenbewegungen
zur Tablettverschiebung ist die Möglichkeit der Geschwindigkeitssteuerung
vorzusehen. Zudem ist der Pneumatikteil mit
einer Anlage EIN – AUS zu versehen. Die Zylinderkolben dürfen erst
bei einem einstellbaren Druckwert in der Anlage verfahren. Der Schaltplan
mit den notwendigen Elementen ist zu entwerfen.
b) Durch die einzufüllenden Flaschen wird ein Zählimpuls erzeugt. Auf dieser
Basis ist ein Schaltwerk mit Ringzähler (siehe Abb. 5.21) mit zusätzlichen
Funktionsbausteinen zu entwerfen, der bei jedem Zählimpuls ein
Signal zum sachgerechten Verfahren der Zylinderkolben ausgibt. Die
Bewegungsfolge des Tabletts ist dem Technologieschema zu entnehmen.
Die Zählimpulse werden nur an den Ringzähler weitergegeben, wenn ein
zusätzliches EIN-Signal am Schaltwerk ansteht. Der Ringzähler ist ebenso
mit einem Eingang für das Rückstellsignal ausgestattet. Die Lösung
dazu soll das vollständige Schaltwerk bis zur sachgerechten Erzeugung
der Signale für die elektropneumatischen Stellventile enthalten.
2. Mit einer 7-Segment-Anzeige sind die Ziffern 0–9 darzustellen (Abb. E.2).
Dazu ist ein Code-Umsetzer zu entwerfen. Eingangsseitig wird dieser Umsetzer
mit dem 8-4-2-1-Code beschaltet. Die Ausgänge a–g des Umsetzers müssen
entsprechend dem eingegebenen Zahlenwert angesteuert werden. Beispielsweise
würde das BCD-Signal 0011 bewirken, dass die Ausgänge a, b, c,
d und g angesteuert werden und so die Dezimalzahl 3 auf der 7-Segment-
Anzeige erscheint. Es ist beispielhaft das optimierte Schaltnetz in Funktionsplandarstellung
für den Ausgang b zu entwerfen. Für die Zahlen 10–15 soll
der Ausgang vereinfacht mit einem 0-Signal versehen werden.
Hierzu sind zu entwerfen:
1. Funktionstabelle für die Dezimalzahlen 0 bis 15 (ähnlich Abb. 3.30)
2. Zugehöriges KV-Diagramm
3. Schaltalgebraische Gleichung
4. Optimiertes Schaltnetz mit Funktionsbausteinen