Steuerungstechnik Teil 3 Die Elektropneumatik schnell im Griff

Elektropneumatik mitExcel leicht lernenSignalverarbeitung mit Strom, Arbeiten mit LuftDie Elektropneumatik hat den Vorteil, dass zur Signalverarbeitung keine platz-raubenden Luftleitungen benötigt werden. Druckluft ist nur mehr zum Ausfah-ren der Zylinder nötig und nicht mehr zum Umsteuern der Ventile. Dadurchwird der Aufbau kompakter. Zudem können die Signale wesentlich schnellerverarbeitet werden, da die Strömungsgeschwindigkeit von Luft natürlich gerin-ger ist, als die Geschwindigkeit von Strom, der durch Kupferleitungen fließt.

Die Elektropneumatik unterschei-det sich von der reinen Pneumatik

darin, dass die Steuersignale elektri-scher und nicht pneumatischer Natursind. Dies hat Vor- und Nachteile. Eingroßer Vorteil ist die Schnelligkeit,mit der Signale übertragen werden.Von Nachteil ist, dass zwei Medieneingesetzt werden, während in derreinen Pneumatik für beide Zwecke„Steuern“ und „Arbeiten“ stets Luftverwendet wird. In beiden Technikenwird allerdings Luft genutzt, um Ar-beit zu verrichten.

Elektropneumatische Schaltpläneunterscheiden sich ganz wesentlichvon pneumatischen Schaltplänen.Logischerweise haben die Bauteile ei-nen anderen Aufbau beziehungsweiseeine andere Arbeitsweise. Beispiels-weise wäre für die UND-Funktion dasPneumatiksymbol völlig deplatziert,

da die Arbeitsweise des Elektropneu-matikventils völlig anders ist und demPneumatikventil nicht entspricht. Des-halb müssen neue Symbole verwendetwerden.

Bewusste Trennung

Es gibt aber auch Ähnlichkeiten: Inder Pneumatik werden für den Steuer-kreis üblicherweise sechs bis acht barDruck genutzt, während der Leis-tungsteil teilweise mit wesentlich hö-ren Drücken, etwa 10 bis 12 bar arbei-tet, um genug Kraft für den Kolbenbereitzustellen. Diese Trennung gibt esauch in der Elektropneumatik. DerSteuerteil arbeitet beispielsweise mit24V, während der Leistungsteil bei-spielsweise 220 Volt benötigt.

Dadurch, dass der Leistungsteil inder Regel mit hohem Strom arbeitet,muss dieser aus dem Steuerteil mit ei-

1 Relais sind hervorragend geeignet, um kleineStromstärken zu vervielfachen. Bei dieserTechnik wird über Schwachstrom eine Spuleerregt, die daraufhin einen Kontakt schließt,der den Arbeitsstromkreis normalerweise un-terbricht. Auf diese Weise gelangt der starkeArbeitsstrom zu einer Spule, die wiederum einVentil öffnet oder schließt.

2 Verschiedene Schalterbauformen, die zurSignalgebung im Steuerteil geeignet sind.1

nem Trick angesprochen werden.Dieser Trick besteht darin, dass überein Relais ein hoher Strom an das Ar-beitsventil Yn geleitet wird. Das Re-lais übernimmt auf diese Weise diegleiche Aufgabe wie ein Transistor,der einen schwachen Strom alsSchaltstrom verwendet, um größereStromstärken durchzuleiten.

In der einfachsten Form wird viaSchalter ein Strom zu einem Relaisgeschickt, das wiederum einen grö-ßeren Strom zu einer Spule leitet, diedadurch in die Lage versetzt wird,eine Federkraft zu überwinden undein Ventil umzusteuern.

Im Grunde genommen unterschei-det sich der Aufbau einer Elektro-pneumatikschaltung nur unwesent-lich von einer Pneumatikschaltung,weshalb ab hier empfohlen wird, dieVideos zu betrachten und sich dannselbst den Excel-Tabellen zu nähern,um die genaue Funktionsweise selbstzu ergründen.

Wer geschickt ist, kann diese Bei-spiele als Grundlage verwenden, umeigene Steuerungsbeispiel aufzubau-en, schließlich sind die Excel-Tabel-len nicht geschützt und können ohneEinschränkungen für eigene Experi-mente genutzt werden.

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3 Eine pneumatische Schaltung wird in Steuerteil und Leistungsteil getrennt. Schalter erzeugen hierdas Signal, das direkt zu Relais geleitet wird, wo es verstärkt zum Leistungsteil geleitet wird, waseiner Spule die Möglichkeit gibt, via Elektromagnet ein Ventil zu steuern.

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WichtigDie Excel-Beispiele arbeiten teilweisemit Zirkelbezug. Daher muss Excel ent-sprechend umgestellt werden: In Datei/Optionen/Formeln die Option ›IterativeBerechnung‹ aktivieren.

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4 Die UND-Funktion wird per Reihenschaltungrealisiert. Diese läßt ein Signal nur dann zumRelais, wenn beide Taster S1 UND S2 betätigtsind.

5 Eine ODER-Funktion wird per Parallelschal-tung erzeugt. Egal, ob Taster S1 ODER TasterS2 betätigt wird, in jedem Fall wird das RelaisK1 erregt, was wiederum Strom für die SpuleY1 bedeutet.

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6 Eine NICHT-Funktion eignet sich bestens, um eine Sicherheitsschaltung zu realisieren.

7 Elektropneumatische Schaltungen sind genauso wie reine pneumatische Schaltungen handzuhaben. Da Excel die schon bekannten Einschränkungenhat, ist es zur Simulation der Signalüberschneidungen nötig, die gesetzten Signale sofort wieder auf Null zu setzen. Auf diese Weise kann mit Excel sehrrealitätsnah die Steuerung von zwei Zylindern simuliert werden.

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