Zeichnen Sie eine Schaltung Sch 0 (S1) und Verbraucher (Q1). Erstellen Sie die entsprechende Wahrheitsta-

(1)

TG TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN

17 ELEKTRONIK, DIGITALTECHNIK UND PROGRAMMIERUNG REPETITIONEN 4 DIGITALTECHNIK

06. Februar 2017 www.ibn.ch

Version 3

Beispiel 1: Schema 0

Zeichnen Sie eine Schaltung Sch 0 (S1) und Verbraucher (Q1). Erstellen Sie die entsprechende Wahrheitsta-

belle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in einer der

vorhandenen SPS-Softwaren das Programm.

(2)

Beispiel 2: Schema 1

Zeichnen Sie eine Schaltung Sch 1 (S1;S2) und Verbraucher (Q1;Q2). Erstellen Sie die entsprechende Wahr-

heitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in

einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Programm.

(3)

Version 3

Beispiel 3: Schema 2

Zeichnen Sie eine Schaltung Sch 2 (S1;S2) und Verbraucher (Q1,Q2). Erstellen Sie die entsprechende Wahr-

heitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in

einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Programm.

(4)

Beispiel 4: Schema 3

Zeichnen Sie eine Schaltung Sch 3 (S1;S2) und Verbraucher (Q1). Erstellen Sie die entsprechende Wahrheits-

tabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in einer

der vorhandenen SPS-Softwaren das Programm.

(5)

Version 3

Beispiel 5: Schema 4

Zeichnen Sie eine Schaltung Sch 4, damit folgende Verbrauchereinstellungen möglich sind (S1 – Q1; S2 –

Q1,Q2; S3 – Q1,Q2,Q3). Erstellen Sie die entsprechende Wahrheitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen

Sie die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Pro-

gramm.

(6)

Beispiel 6: Schema 5

Zeichnen Sie eine Schaltung Sch 5, damit folgende Verbrauchereinstellungen möglich sind (S1 – Q1; S2 – Q2;

S3 – Q3;). Erstellen Sie die entsprechende Wahrheitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schal-

tung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Programm.

(7)

Version 3

Beispiel 7: Schema 6

Zeichnen Sie eine Schaltung Sch 6 (S1;S2;S3) und Verbraucher (Q1). Erstellen Sie die entsprechende Wahr-

heitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in

einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Programm.

(8)

Beispiel 8: Relais ohne Selbsthaltung

Zeichnen Sie eine Relaisschaltung ohne Selbsthaltung (Dauerkontakt). Erstellen Sie die entsprechende Wahr-

heitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in

einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Programm.

(9)

Version 3

Beispiel 9: Relais ohne Selbsthaltung

Zeichnen Sie eine Relaisschaltung ohne Selbsthaltung (Schrittschaltung). Erstellen Sie die entsprechende

Wahrheitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie

in einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Programm.

(10)

Beispiel 10: Relais mit Selbsthaltung „S1 als Boss“

Zeichnen Sie eine Relaisschaltung mit Selbsthaltung, wobei der Schalter S1 als „Boss“ eingebaut ist. Erstellen

Sie die entsprechende Wahrheitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schaltung mit den Laborbau-

teilen auf. Erstellen Sie in einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Programm.

(11)

Version 3

Beispiel 11: Relais mit Selbsthaltung „S2 als Boss“

Zeichnen Sie eine Relaisschaltung mit Selbsthaltung, wobei der Schalter S2 als „Boss“ eingebaut ist. Erstellen

Sie die entsprechende Wahrheitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schaltung mit den Laborbau-

teilen auf. Erstellen Sie in einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Programm.

(12)

Beispiel 12: Signalsperre - Signalfreigabe

Zeichnen Sie eine Relaisschaltung mit Signalsperre (S0), damit drei Relaisausgänge (Q1,Q2,Q3) beeinflusst

werden. Erstellen Sie die entsprechende Wahrheitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schaltung

mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Programm.

(13)

Version 3

Beispiel 13: Umkehrschütz mit Dauerkontaktsteuerung

Zeichnen Sie eine Relaisschaltung mit Umkehrschütz (Q1;Q2) und Umschalter (S1). Erstellen Sie die entspre-

chende Wahrheitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Er-

stellen Sie in einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Programm.

(14)

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4 DIGITALTECHNIK

14 UMKEHRSCHÜTZ MIT IMPULSKONTAKTSTEUERUNG

Beispiel 14: Umkehrschütz mit Impulskontaktsteuerung

Zeichnen Sie eine Relaisschaltung mit Umkehrschütz (Q1 – Motor rechtslauf; Q2 – Motor linkslauf) als Im-

pulskontaktsteuerung. Erstellen Sie die entsprechende Wahrheitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie

die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Pro-

gramm.

(15)

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4 DIGITALTECHNIK

14 UMKEHRSCHÜTZ MIT IMPULSKONTAKTSTEUERUNG

Version 3

Erweiterung 1

Die Umschaltung von oben nach unten, darf erst erfolgen, nachdem der Stop-Taster gedrückt wurde.

Erweiterung 2

Die Toranlage soll mit einem Endschalter oben und einem Endschalter unten ergänzt werden.

Erweiterung 3

Ein Bewegungsmelder (Impuls) innen und aussen steuert das tor zusätzlich. Ist ein Gegenstand oder eine Person im Erfassungsbereich geht das Tor auf jeden Fall immer wieder auf. In diesem Moment kann der Stopptaster bedient werden, aber der Taster Tor zu ist gesperrt.

Erweiterung 4

Am Abend ab 10.00 Uhr bis am Morgen 07.00 Uhr ist der Bewegungsmelder aussen über eine Uhr nicht freigegeben.

Erweiterung 5

Am Abend ab 10.00 Uhr bis am Morgen 07.00 Uhr kann das Tor über einen Schlüsselschalter aus-

sen geöffnet werden.

(16)

Beispiel 15: Stern-Dreieck-Anlauf Handbetrieb mit Impulskontaktsteuerung

Zeichnen Sie eine Relaisschaltung mit Stern-Dreieck-Anlauf (Q1 – Hauptschütz; Q2 – Dreieck; Q3 - Stern) mit

Impulskontaktsteuerung. Erstellen Sie die entsprechende Wahrheitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen

Sie die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Pro-

gramm.

(17)

Version 3

Beispiel 16: Stern-Dreieck-Anlauf Automatikbetrieb und Impulskontaktsteuerung

Zeichnen Sie eine Relaisschaltung mit automatischem Stern-Dreieck-Anlauf (Q1 – Hauptschütz; Q2 – Dreieck;

Q3 - Stern) mit Impulskontaktsteuerung. Erstellen Sie die entsprechende Wahrheitstabelle und die digitale

Schaltung. Bauen Sie die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in einer der vorhandenen SPS-

Softwaren das Programm.

(18)

Beispiel 17:

Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf damit die Funktion

D C B A

Q = ∧ ∧ ∧ erfüllt wird.

a) Es ist die entsprechende Wahrheitstabelle und das Zeitdiagramm darzustellen.

b) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zu- stände am Ausgang.

c) Mit einer der vorhandenen SPS-Software ist die Schaltung zu simulieren. Drucken Sie die Lösung aus und heften Sie diese an das bearbeitete Blatt.

Wichtige Erkenntnisse

(19)

Version 3

Beispiel 18:

Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf damit die Funktion

D C B A

Q = ∨ ∨ ∨ erfüllt wird.

a) Es ist die entsprechende Wahrheitstabelle und das Zeitdiagramm darzustellen.

b) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zu- stände am Ausgang.

c) Mit einer der vorhandenen SPS-Software ist die Schaltung zu simulieren. Drucken Sie die Lösung aus und heften Sie diese an das bearbeitete Blatt.

(20)

Beispiel 19:

Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf damit die Funktion

Q=A∧B

erfüllt wird.

a) Es ist die entsprechende Wahrheitstabelle und das Zeitdiagramm darzustellen.

b) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zu- stände am Ausgang.

c) Mit einer der vorhandenen SPS-Software ist die Schaltung zu simulieren.

(21)

Version 3

Beispiel 20:

Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf damit die schaltalgebraische Glei- chung

Q=A∨B

erfüllt wird.

a) Es ist die entsprechende Wahrheitstabelle und das Zeitdiagramm darzustellen.

b) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zu- stände am Ausgang.

c) Mit einer der vorhandenen SPS-Software ist die Schaltung zu simulieren.

(22)

Beispiel 21:

Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf, damit die schaltalgebraische Glei- chung

Q=(A∧B)∨(A∧B)

erfüllt wird.

a) Es ist die entsprechende Wahrheitstabelle und das Zeitdiagramm darzustellen.

b) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zu- stände am Ausgang.

c) Mit einer der vorhandenen SPS-Software ist die Schaltung zu simulieren.

d) Welcher logischen Verknüpfung entspricht dies?

(23)

Version 3

Beispiel 22:

Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf, damit die schaltalgebraische Glei- chung

Q=(A∧B)∨(A∧B)

erfüllt wird.

a) Es ist die entsprechende Wahrheitstabelle und das Zeitdiagramm darzustellen.

b) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zu- stände am Ausgang.

c) Mit einer der vorhandenen SPS-Software ist die Schaltung zu simulieren.

d) Welcher logischen Verknüpfung entspricht dies?

(24)

Beispiel 23:

Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf, damit die schaltalgebraische Glei- chung

Q=(A∧B)∨C

erfüllt wird.

a) Es ist die entsprechende Wahrheitstabelle und das Zeitdiagramm darzustellen.

b) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zu- stände am Ausgang.

c) Mit einer der vorhandenen SPS-Software ist die Schaltung zu simulieren.

(25)

Version 3

Beispiel 24:

Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf, damit die schaltalgebraische Glei- chung

Q=A∧(B∨C)

erfüllt wird.

a) Es ist die entsprechende Wahrheitstabelle und das Zeitdiagramm darzustellen.

b) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zu- stände am Ausgang.

c) Mit einer der vorhandenen SPS-Softwaren ist die Schaltung zu simulieren.

(26)

Beispiel 25:

Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf, damit mit einem Eingangsimpuls eine Einschaltverzögerung des Ausgangs von 10 Sekunden bewirkt.

a) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zu- stände am Ausgang.

b) Mit einer der vorhandenen SPS-Softwaren ist die Schaltung zu simulieren (Eingangsimpuls

^⇒

I1, Reset

^⇒

I4, Ausgang Q1).

(27)

Version 3

Beispiel 26:

Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf, damit mit einem Eingangsimpuls eine Ausschaltverzögerung des Ausgangs von 15 Sekunden bewirkt.

a) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zu- stände am Ausgang.

b) Mit einer der vorhandenen SPS-Software ist die Schaltung zu simulieren (Eingangsimpuls

^⇒

I3, Reset

^⇒

I2, Ausgang Q2).

(28)

Beispiel 27:

Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf, damit nach 10 Eingangsimpulsen der Ausgang auf logisch „1“ gesetzt wird.

a) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zu- stände am Ausgang.

b) Mit einer der vorhandenen SPS-Softwaren ist die Schaltung zu simulieren (Eingangsimpuls

^⇒

I1, Reset

^⇒

I2, Ausgang Q4).

(29)

Version 3

Beispiel 28:

Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf, damit nach 10 Eingangsimpulsen der Ausgang auf logisch „1“ gesetzt wird. An einem anderen Eingang soll der Zähler jederzeit gelöscht werden können.

a) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zu- stände am Ausgang.

b) Mit einer der vorhandenen SPS-Softwaren ist die Schaltung zu simulieren (Zählereingang

^⇒

I1, Reset

^⇒

I2, Ausgang Q1).

(30)

Beispiel 29:

Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf, damit die Zahlen 1 bis 4 binär darge- stellt werden können. Die Zahlen werden an vier Eingängen abgefragt.

a) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zu- stände am Ausgang.

b) Mit einer der vorhandenen SPS-Software ist die Schaltung zu simulieren (Eingänge

^⇒

I1…I4, Ausgän- ge

^⇒

Q1…Q4).

(31)

Version 3

Beispiel 30:

Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf, damit ein Ausgang im 1 Sekundentakt blinkt (1 Sekunde leuchten, 1 Sekunde Pause). Der Ausgang soll nur blinken, wenn ein Eingang auf logisch „1“

gesetzt wird.

a) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zu- stände am Ausgang.

b) Mit einer der vorhandenen SPS-Softwaren ist die Schaltung zu simulieren (Eingänge

^⇒

I1, Ausgänge

^⇒

Q1).

(32)

Beispiel 31:

Die untenstehende Schaltung im Stromlaufschema, ist durch eine digitale Steuerung zu ersetzen. Erstellen Sie eine Wertetabelle. Entwerfen Sie eine Schaltung aus der Wahrheitstabelle. Vereinfachen Sie die Schaltung so weit wie möglich. Das entsprechende Programm ist in einer der vorhandenen SPS-Softwaren zu realisieren.

Verwenden Sie die selben Bezeichnungen wie im Stromlaufplan.

N L

K1

A2 A1

S1

K2

13

K1

14

K2

A2 A1

S2

K1

13

K2

14

S3

(33)

Version 3

Beispiel 32:

Die untenstehende Schaltung im Stromlaufschema, ist durch eine digitale Steuerung zu ersetzen. Erstellen Sie eine Wertetabelle. Entwerfen Sie eine Schaltung aus der Wahrheitstabelle. Vereinfachen Sie die Schaltung so weit wie möglich. Das entsprechende Programm ist in einer der vorhandenen SPS-Softwaren zu realisieren.

Verwenden Sie die selben Bezeichnungen wie im Stromlaufplan.

N L

K1

A2 A1

S3

13

K1

14

S1

S2

(34)

Beispiel 33: Umwandlung einer Dualzahl in eine Dezimalzahl

Binärwert: 1101 Binärwert: 1110

Beispiel 34: Umwandlung einer Dezimalzahl in eine Dualzahl

Dezimalwert: 13 Dezimalwert: 213

Beispiel 35: Umwandlung einer Dezimalzahl in ein BCD

Dezimalwert: 13 Dezimalwert: 213

(35)

Version 3

Beispiel 36: Umwandlung eines BCD in eine Dezimalzahl

BCD: 0011 0010 BCD: 0010 0110 0001

Beispiel 37: Umwandlung einer Dualzahl in eine Hexadezimale Zahl

Dual: 0101 1011 Dual: 1111 0111

Beispiel 38: Umwandlung einer Hexadezimalen Zahl ineine Dualzahl

HEX: E2 HEX: 3D

(36)

53 GRUNDWASSERPUMPE

Beispiel 53: Grundwasserpumpe

Die Steuerung für die Grundwasserpumpe ist durch eine digitale Steuerung zu ersetzen. Zeichnen Sie die Steue- rung mit den digitalen Bauteilen auf. Erstellen Sie das entsprechende Programm in einer der vorhandenen SPS- Softwaren. Verwenden Sie die selben Bezeichnungen wie im Stromlaufplan.

Mit dem Wahlschalter S4.1 kann die Betriebsart Hand bzw. Auto- mat gewählt werden. Die Steuerung ist im ausgeschalteten Zustand zu zeichnen – S4.2 offen – kein Wasser im Schacht.

Stellung Automat

Erreicht das Wasser das Niveau von S4.3, schaltet die Pumpe au- tomatisch ein. Wird der Schacht bis zum Niveau S4.2 leergepumpt, schaltet die Pumpe wieder automatisch aus. Mit dem Taster S3 kann die Pumpe auch gestartet werden, ohne dass das Wasser das Niveau von S4.3 erreicht hat. Es muss aber Wasser im Schacht sein – Leerlaufschutz – S4.2 geschlossen..

Stellung Hand

Die Pumpe läuft nur so lange, wie der Taster S2 betätigt ist, unab- hängig, wie viel Wasser sich im Schacht befindet.

Störung

Die Störlampe muss auch brennen, wenn der Hauptschalter ausge- schaltet ist.

S4.2 S4.3 Klemmen-

kasten

Wasser-

stand

M1

(37)

Version 3

Ergänzen Sie das Schema des Haupt- und Steuerstromkreises und bezeichnen Sie die Betriebsmittel sowie die Kontaktnummerierung. Die Abgangsklemmen im Steuerstromkreis sind einzubauen.

1 2 3 4 5 6

PE ^-X1 L 1 L 2 L 3 P E

M

3 ∼

1 3 5

2 4 6

F1.1 L2 N L1 L3

F1.2 Q3

Bild 12.02.02.30.01

F1.2

P=1 kW In=2,1A U=3x400V

=85%

η

A1

Q3 F3

A2

1 2

S4

0

0 = Aus 1 = Handbetrieb 2 = Automat

97

98

F1.2

(38)

17 ELEKTRONIK, DIGITALTECHNIK UND PROGRAMMIERUNG 4 DIGITALTECHNIK

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

Q1 L+ M

Q2 Q3 Q4

I1 I2 I3 I4 I5 I6

SPS Input 12/24V Output 230V

I7

1 2 0

0 = Aus 1 = Handbetrieb 2 = Automat

PE L 1 L 2 L 3 P E

M

3 ∼

P=1 kW In=2,1A U=3x400V

=85%

η

1 3 5

2 4 6

1 3 5

2 4 6

96

95 97

98

A1 A2 AC

230V DC 12V

(39)

Version 3

Digitale Steuerung der Grundwasserpumpe

(40)