Sie sind hier:

Jahrgang 2017

Jahrgang 2016

Jahrgang 2015

Jahrgang 2014

Jahrgang 2013

Jahrgang 2012

Ausgabe Januar 2012

Ausgabe Februar 2012

Ausgabe März 2012

Ausgabe April 2012

Ausgabe Mai 2012

Ausgabe Juni 2012

Ausgabe Juli 2012

Ausgabe August 2012

Ausgabe September 2012

Ausgabe Oktober 2012

Ausgabe November 2012

Ausgabe Dezember 2012

Jahrgang 2011

Jahrgang 2010

Suchen nach:

Allgemein:

Startseite

Impressum

Kontakt

Anzeige


Die Index-Gruppe zählt mit ihren Marken ›Index‹ und ›Traub‹ zu den weltweit führenden Herstellern von CNC-Drehmaschinen. Mit sechs Produktionsstandorten und fünf internationalen Vertriebs- und Servicegesellschaften sowie 80 Vertretungen ist die Esslinger Unternehmensgruppe weltweit vertreten.






Interessante Artikel früherer Ausgaben






Anzeige


Die Hydropneu GmbH produziert Hydraulikzylindern, Hydraulikaggregaten und hydraulische Steuerungen. Neben der Fertigung von Norm- und Standardzylindern ist die Konstruktion von maßgeschneiderten Hydraulik-Zylindern nach Kundenvorgaben ein Spezialgebiet des Unternehmens.






Wichtige Neuheit!

Die Welt der Fertigung wird ab sofort nicht mehr gedruckt, sondern als multimediale PDF-Ausgabe zum freien Download veröffentlicht. Hier geht´s zu den PDF-Ausgaben. Mehr Infos zur Welt der Fertigung finden Sie hier.






Anzeige


Die Klingelnberg Gruppe ist weltweit führend in der Entwicklung und Fertigung von Maschinen zur Kegelrad- und Stirnradbearbeitung, Präzisionsmesszentren für Verzahnungen und rotationssymmetrische Bauteile sowie in der Fertigung hochpräziser Komponenten für die Antriebstechnik im Kundenauftrag.






Die Welt des Kaufmanns






Die VBA-Welt






Die 3D-Welt von Blender






Anzeige







Anzeige


Das Kerngeschäft der Paul Horn GmbH ist die Bearbeitung zwischen zwei Flanken – Schwerpunkt Einstechen – sowie von weiteren, hochtechnologischen Anwendungen, verbunden mit Kundennähe, hoher Produktqualität, Beratungskompetenz und Lieferbereitschaft.






Die Welt der Geometrie







Die Welt der Elektronik







Die bunte Welt






Anzeige


Supfina Grieshaber besitzt langjährige Erfahrung auf dem Gebiet der Superfinish-Bearbeitung mit Stein- und Bandwerkzeugen. In Verbindung mit dem Wissen über vor- und nachgelagerte Prozesse bietet das Unternehmen praxisorientierte Lösungen.






Die besondere Welt






Anzeige


Leistungsstarke Sägemaschinen zur Metallbearbeitung sind das Markenzeichen der weltweit tätigen Behringer GmbH. Die Produktpalette umfasst Band-, Kreis- und Bügelsägen sowie Automatisierungskomponenten aus dem hauseigenen Stahlbau.






Die Welt der Goodies


Additive Fertigung


Automation


Biegen


CAD


Entsorgung


Gewindeherstellung


Handwerkzeuge


Kennzeichnen


Lasertechnik


Logistik


Maschinenbau


Messtechnik


Schleiftechnik


Schweißtechnik


Sicherheitstechnik


Spannmittel


Steuerungen


Tribologie


Wasserstrahltechnik


Zahnradfertigung


Sonstiges






Die Welt der Events






Anzeige


EMUGE-FRANKEN ist ein Unternehmensverbund der Präzisionswerkzeug-Hersteller EMUGE-Werk Richard Glimpel GmbH & Co.KG in Lauf und der FRANKEN GmbH & Co. KG in Rückersdorf. Seit nahezu 100 Jahren zählt das Unternehmen zu den weltweit führenden Herstellern von Produkten der Gewindeschneid-, Prüf-, Spann- und Frästechnik.






Anzeige


Die RAZIOL Zibulla & Sohn GmbH steht seit 75 Jahren für Qualität in der Schmierungstechnik. Rollenbandöler, Sprühsysteme, Befettungssteuerungen, Dosiergeräte sowie leistungsstarke Umformöle gehören zu den in Eigenfertigung entwickelten und konstruierten Produkten.






Die Welt der Erfindungen

Hier bieten Erfinder Rechte oder Lizenzen für interessante Produkte an. Reinschauen lohnt sich!







Die Welt aus Professorensicht

An dieser Stelle wird sich in unregelmäßigen Zeitabständen ein anonym bleibender Professor äußern. Er wird intime Einblicke in ein absurdes Lehrsystem geben, das sich als leistungsfeindlich und ungerecht outet.







Anzeige


Vogt Ultrasonics ist seit 1983 ein Spezialist in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung. Das Unternehmen bietet hochleistungsfähige Ultraschallprüfsysteme und -geräte sowie alle zerstörungsfreien Prüfmethoden in Dienstleistung im eigene Prüfzentrum oder beim Kunden vor Ort.






Die Welt der Reisenden

Ob Urlaub, Messebesuch oder Reportage, es gibt viele Gründe, Hotels und Pensionen aufzusuchen. Gerade zur Messezeit sind viele Häuser jedoch total überteuert. Wir präsentieren günstige Geheimtipps.


Messe Düsseldorf und Köln



Messe Frankfurt



Messe Hannover



Messe Koblenz



Messe Leipzig



Messe München



Messe Nürnberg



Messe Pforzheim



Messe Stuttgart







Interessante Links aus aller Welt

Lebensdauer: Computerprogramme sollen künftig einen angemessenen Zeitraum nutzbar sein
Marsforschung: Vor 20 Jahren landete Pathfinder
Energieerzeugung: Weltweit boomt der Bau von Kohlekraftwerken
Atomkraft: Ist der Schnelle Brüter im Kommen?
Energiewende: Windturbinen und Solarpaneele sind nicht in der Lage, genug Energie zu erzeugen, um Hochöfen und Fabriken zu betreiben
Klimawandel: Beweise für die Unwirksamkeit von CO2 bei der Klima-Entwicklung
Trump: USA besitzen nahezu unerschöpfliche Energievorräte
Debakel: Warum die Energiewende mit Windkraft nicht gelingen kann
Windkraftprojekte: Aufsichtsratsmitglieder spielen mit ihrer wirtschaftlichen Existenz
Überweisungsbetrug: Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik warnt Unternehmen
Gefahr: Auch PDF-Dokumente können ausführbaren Code enthalten
Retrowelle: Schallplatten werden wieder beliebt
Lebensfeindlich: Mars hat eine antibakterielle Oberfläche
Elektroauto: Studie entlarvt Fehleinschätzung
Datenspeicher: Eine Bakterien-DNA könnte der Datenspeicher der Zukunft sein
Rätselhaft: Von Pluto geht starke Röntgenstrahlung aus
Ernüchterung: Das komplett autonom fahrende Auto wird wohl ein Traum bleiben
Hörgeräte: Eine neue Technik soll Störgeräusche auf Bahnhöfen ausblenden
Megaskandal: Energiewende wird Menschenleben kosten
Südpol: Abbruch eines Eisbergs hat nichts mit einem Klimawandel, sondern mit mechanischen Vortriebskräften zu tun
Datenskandal: Temperaturdaten-Manipulationen machen fast die gesamte „Erwärmung“ in den Klimadaten der Regierung aus
Erwischt: Forschungslabor wird der Erfindung von falschen Daten über Atemwegserkrankungen beschuldigt
Erdogan: »Der Klimavertrag ist mir egal, mich interessiert nur das Geld daraus«
Sensation: Klett-Schulbuch entlarvt die angebliche Gefährlichkeit der globalen Erderwärmung als Schwindel
Forscher: Schwerkraft kann schon mit heutiger Technik kontrolliert werden
Beweis: Turiner Grabtuch ist keine Fälschung und zeigt zudem eine Person, die zuvor gefoltert wurde
Innovativ: Aufzug kann um die Ecke fahren
Arbeitsplatzverlust: IFO-Institut warnt vor einem Verbot von Verbrennungsmotoren
Personensuche: Bodycams mit Echtzeit-Gesichterkennung geplant
Gefahr: Deutscher Verfassungsschutz soll vom türkischen Geheimdienst unterwandert werden
Sensation: Annahmen der klassischen Physik von Wissenschaftlern widerlegt
Feinstaub: Die dubiosen Machenschaften der Deutschen Umwelthilfe
Grenzwertig: MAK-Wert ist wesentlich größer, als Stuttgarter NOx-Wert
Unrentabel: Verkäufe von Tesla in Hongkong kollabieren zu Null nach der Streichung von Steuervorteilen
Klartext: Die Präsidentin der ugandische Menschenrechts- und Entwicklungs-Organisation CORE Fiona Kobusingye empört sich gegen die westliche Klimapolitik
Innovation: Farbvideos auf elektronischem Papier
Papierherstellung: Kalkstein wird zur Konkurrenz für den Rohstoff Holz
Sensation: Hinweise auf gewaltige Wassermengen im Inneren des Erdmondes entdeckt
Autoindustrie: Wird der wichtigste deutsche Industriezweig durch politischen Aktionismus zerstört?
Schmutzig: Die atemberaubenden Umweltbelastungen durch Wind- und Solarkraftwerke
Energiewende: Liegen die Wurzeln beim Nationalsozialismus?
Erfolgsgeheimnis: Warum Bildung das Wachsen von Armenvierteln verhindert
Kuka: Roboterhersteller investiert massiv in Augsburg
Datenschutz: Verbraucherschützer wollen klare Regeln beim autonomen Fahren
Raumfahrt: Prototypen jener Miniatursonden für Reise zu Alpha-Centauri erstmals im niedrigen Erdorbit getestet
Rohrkrepierer: Commerzbank fällt durch Jobabbau noch tiefer in die Verlustzone
Innovationen: Deutschlandlands Unternehmen liefern gemischte Bilanz ab
Arbeitsmarkt: Atypische, teils auch prekäre Beschäftigung, Minijobs und Leiharbeit haben deutlich zugenommen
Zealandia: Das Geheimnis um einen versunkenen Kontinent
Speicherforschung: Sputtertechnik ermöglicht das Speichern von 330 TByte auf handtellergroßer Kassette






Einführung in die Steuerungstechnik

Die Steuerungstechnik ist schon seit vielen Jahren nicht mehr nur ein Lehrfach für Ingenieure, Meister oder Techniker, sondern auch für Auszubildende in entsprechenden Berufen ein absolutes Pflichtfach. Wer in diesem Fach eine Prüfung schreiben muss, sollte beizeiten fit dafür sein. Viele Berufsschulen und Unternehmen haben dafür eigens Equipment, wie etwa Stecksysteme für Pneumatikbauteile angeschafft, um praxisnah die Handhabung der Steuerungstechnik zu schulen. Wer zuhause sein Steuerungs-Wissen vertiefen möchte, kann dies mit dem folgenden Kurs unter Einsatz von Excel tun.

Steuerungstechnik hat unseren Alltag massiv durchdrungen. Die Anfänge reichen weit in die Zeit zurück. Schon im alten Griechenland waren die Grundlagen dieser Technik bekannt, gingen aber im Laufe der Jahrhunderte wieder verloren. Ein moderner Industriestaat wäre heute ohne Steuerungstechnik unvorstellbar. Ob Digitaluhr, PC, Ampel oder Telefon, kein Produkt kommt heute ohne Steuerungstechnik aus. Da diese Technik für viele Berufe großes Gewicht hat, wird sie schon lange bereits in der Ausbildung gelehrt.

Wer sich bereits ein wenig mit Transistoren oder Röhren beschäftigt hat, wir wissen, dass diese Bauteile in der Lage sind, einen Strom durch eine vorher stromlose Leitung zu senden, wenn beispielsweise auf zwei anderen Leitungen ebenfalls Strom vorhanden ist. Dies entspricht der klassischen UND-Funktion. Nichts anderes machen heutige integrierte Schaltkreise, die etwa in PCs eingebaut sind. Der Nachteil aller dieser Bauteile ist, dass man nicht sieht, wie die einzelnen Gatter geschaltet werden.

Diesen Nachteil beheben Relais, wie sie auch heute noch im Einsatz sind, wenn große Ströme zu schalten sind. Wer Zugriff auf ein altes Relais hat, sollte es einmal genau erforschen, um die Funktionsweise zu verstehen, denn wer ein Relais verstanden hat, versteht auch, wie die Digitaltechnik arbeitet und kann die Arbeitsweise eines Transistors oder eines ICs nachvollziehen. Ein guter Ort für das Selbststudium sind technische Museen, in denen diese Technik erläutert wird. Zum Lernen gibt es jedoch noch viel bessere Sachen, die alleine schon durch ihre Größe das Verstehen der Steuerungstechnik fördern: Pneumatikbauteile.

Pneumatik ist eine uralte Technologie, der sich schon die alten Griechen und Byzantiner bedienten. Antike Dampfkatapulte und Torantriebe fußten auf diesem Prinzip. Pneumatik wird heute noch in vielen Bereichen eingesetzt, da diese Technik viele Vorteile besitzt. Beispielsweise ist Druckluft Ex-Sicher, weshalb Pneumatiksteuerungen im Bergbau eingesetzt werden.

Insbesondere Berufsschulen beginnen ihren Steuerungstechnik-Unterricht mit dieser Technik, da damit der Einstieg in die digitale Welt besonders leicht gelingt. Dazu tragen auch Schnittmodelle von Pneumatikelementen bei, die anschaulich die Funktion dieser Bauteile demonstrieren. Insbesondere logische Funktionen wie ODER, UND, oder NICHT lassen sich im wahrsten Wortsinn damit „begreifen“.

Von Nullen und Einsen

Jeder ist bereits mit der kleinsten Einheit der Steuerungstechnik durch das simple Ein- und Ausschalten einer Lampe in Berührung gekommen. Für „Licht an“ und „Licht aus“ könnte man auch sagen „Strom fließt“ und „Strom fließt nicht“. Diese beiden Zustände repräsentieren die logischen Zustände 0 und 1. Diese Einheiten, auch Bits genannt, bilden die Grundlage, auf die die ganze Steuerungstechnik aufbaut.

Jeder, der sich in die Steuerungs-Materie einarbeitet, sollte daher am Anfang immer mit Bauteilen arbeiten, die eine visuelle oder taktile Prüfung eines logischen Zustandes erlauben. Nur dann ist sichergestellt, dass man das Prinzip der Digitaltechnik und damit der Steuerungstechnik rasch versteht.

Digitaltechnik findet sich an vielen Orten. Zum Beispiel besteht die Tastatur eines Computers aus vielen Tastelementen, die bei ihrer Betätigung ein Signal abgeben, das in Logikbausteinen zu Buchstaben auf dem Monitor umgewandelt werden. Ein älteres Radio besitzt Tasten, die beim Drücken einrasten und beim nächsten Druck wieder die Raststellung verlassen. Hier wird mechanisch die Digitaltechnik abgebildet. Im Fall eines einrastenden Tasters besitzt das Element sogar eine Speicherfunktion, die ein Dauersignal erzeugt, selbst wenn der Finger schon längst vom Scxhaltknopf entfernt wurde.

Wer noch Zugriff auf einen Lochstreifen oder eine Lochkarte hat, sollte diese Dinge wie einen kostbaren Schatz hütet, denn auch diese erlauben den Eintritt in die Welt der digitalen Datenspeicherung, ohne sich in der Unendlichkeit abstrakten Denkens zu verlieren. Wem anhand eines Lochstreifens erklärt wurde, wie sich der digitale Code von Steuerzeichen, sowie Buchstaben und Zahlen zusammensetzt, wird auch problemlos die Funktion von Festplatten nachvollziehen können.

Gleiches gilt für pneumatisch arbeitende Bauteile. Diese Bauteile werden per Druckluft betrieben und können problemlos und vor allem gefahrlos durch an- und abstecken der Schläuche auf Fehler untersucht werden, wenn die Schaltung nicht so funktioniert, wie geplant. Auf diese Weise kann man sich Schritt für Schritt in die digitale Welt der Steuerungstechnik einarbeiten.

Mit Aha-Effekt

Ein einfachwirkender Zylinder wird in der Automation für viele Zwecke eingesetzt. Beispielsweise kann er zum Prägen oder kurzzeitigem Fixieren eines Bauteils dienen. Da diese Zylinderbauart mit einer Rückstellfeder ausgestattet ist, erfolgt die Ansteuerung sehr einfach unter Einsatz eines 3/2-Wegeventils.

Die Bezeichnung 3/2 setzt sich aus der Zahl der Anschlüsse und der Anzahl der Wege (besser: der Positionen) zusammen, die das Ventil einnehmen kann. Diese Ventile gibt es in unterschiedlichen Ausführungen, die sich in der Art der Betätigung und des Schaltzustandes unterscheiden.

Insbesondere die Bauart entscheidet, für welchen Zweck das jeweilige Ventil verwendet werden kann, da die eine Bauart in der Ruhestellung das Signal unterdrückt, die andere Bauart das Signal jedoch passieren lässt. Aufgedruckte Schaltzeichen auf den Ventilen verhindern ein Verwechseln der Bauformen.

Wenn also ein Zylinder nur ausfahren darf, wenn das entsprechende Ventil betätigt wird, dann muss ein Ventil verwendet werden, das in Ruhestellung den Eingang 1(P) sperrt. Solche Ventile besitzen die Eigenschaft der Identität. Das bedeutet, dass eine logische 1 auf der Eingangsseite eine logische 1 auf der Ausgangseite erzeugt. In der Ruhestellung ist daher auf beiden Seiten eine logische Null zu finden. Da Animationen und Filme viel besser als Text geeignet sind, komplizierte Dinge anschaulich zu erklären, finden sich auf Welt der Fertigung auch zum Thema Steuerungstechnik verschiedene Filmbeiträge, die helfen, Lernhürden leichter zu überwinden.

Links zu den Animationen finden Sie am Ende des Artikels.

Die logische Funktion UND kann unter anderem mit zwei dieser 3/2-Wegeventile erreicht werden. Dazu werden diese in Reihe geschaltet. Dieses Beispiel sollte allerdings nur als Lerndemonstration angesehen werden, da eine derart realisierte UND-Schaltung Nachteile besitzt. Es kann zum Beispiel nicht ohne weiteres erkannt werden, welches Wegeventil defekt ist, wenn der Zylinder nicht mehr ausfährt.

Bessere Steuerungen mit Logikbauteilen

Bauteile, die logische Funktionen, wie UND oder ODER repräsentieren, sind auf unterschiedlichen Technologien realisierbar. Mechanische Bauteile sind ebenso realisierbar, wie Pneumatische oder Elektrische. Das Wechselventil zum Beispiel wird in der Pneumatik verwendet, wenn es gilt, eine ODER-Funktion zu verwenden. Das Zweidruckventil hingegen wird gewählt, wenn eine UND-Funktion gefragt ist. Insbesondere Schnittmodelle dieser Bauteile lassen die konstruktive Umsetzung sehr schön erkennen. Doch schon die Schaltsymbole lassen keine Zweifel an der Funktionsweise dieser Elemente aufkommen.

Die Animation einer Steuerung, die jeweils einen einfachwirkenden Zylinder ansteuert, vermittelt anschaulich die Funktionsweise der Bauteile. Auch Excel lässt sich prima für eigene Steuerungsexperimente heranziehen, wie die herunterladbare Excel-Datei zeigt. Natürlich ist die Simulation ein wenig eingeschränkt, da Excel ja nicht für Animationszwecke ersonnen wurde. Doch die damit mögliche Simulation unterstützt optimal die eigene Bemühung, die Welt der Steuerungstechnik zu verstehen. Wer sich in die Handhabung der Excel-Funktionen UND, ODER sowie NICHT einarbeitet, wird überrascht feststellen, dass per Excel auch etwas tiefergehende logische Schaltungen simuliert werden können, ohne eine einzige Zeile VBA bemühen zu müssen.

Damit ist der erste Teil des Steuerungskurses abgeschlossen. Im 2. Teil werden dann weitere logische Funktionen und der doppeltwirkende Zylinder erläutert.

Download

Diesen Artikel können Sie hier im PDF-Format [411 KB] herunterladen.

Eine Excel-Datei zum Üben finden Sie hier [136 KB] .

Video

Einfachwirkender Zylinder, angesteuert über ein 3/2-Wegeventil.

ODER-Funktion via Wechselventil

UND-Funktion via Reihenschaltung

UND-Funktion via Zweidruckventil

 

War dieser Artikel für Sie hilfreich?

Bitte bewerten Sie diese Seite durch Klick auf die Symbole.

Zugriffe heute: 1 - gesamt: 5045.