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Schere Steuerung

mit Relais

Auf dem Plan steht jetzt eine einfache Steuerung für eine Trennvorrichtung (oder einfach Schere). Je nach Ausführung, Aufbau und Anwendung werden einer Schere-Steuerung unterschiedliche Anforderungen gestellt. Wir halten es einfach und definieren die Aufgabe wie folgt:

  • Es soll möglich sein, die Schere im „Hand“ und „Automatik“ Betrieb zu betreiben.
  • Handbetrieb: Bei jedem Tastendruck erfolgt ein Schnitt. Um einen zweiten Schnitt anzuleiten, muss der Taster losgelassen werden und anschließend wieder betätigt werden.
  • Handbetrieb: Schnitt erfolgt nur, während der Taster betätigt bleibt. Wird der Taster während des Schneidens losgelassen, muss die Schere sofort stehen bleiben.
  • Automatik: In automatischem Betrieb wird der komplette Schnitt-Vorgang mit einem kurzen Impuls eingeleitet.
  • Die Steuerung ist mit Relais auszuführen.
Minirelais FRT5

Miniaturrelais FRT5, 24 VDC, 2 Wechsler

Miniaturrelais FRT5

In unserem Fall nehmen an der Steuerung sechs Relais teil. Zwei Relais dienen als sozusagen Armverlängerung der beiden Sensoren, die die Endlage unserer Trennvorrichtung markieren. Mit dem Hauptschalter S1 wird zwischen den beiden Betriebsarten „Hand“ und „Automatik“ umgeschaltet. Mit dem Taster S2 kann ein Schnitt im Handbetrieb ausgeführt werden. Taster S0 simuliert einen externen Kontakt, mit dem ein Schnitt in Automatik von einer externen Steuerung angestoßen werden kann. Zweit Initiatoren (induktive Näherungsschalter) B1 und B2 bestimmen die Endpositionen (unten und oben) unserer Trennvorrichtung. Alle Relais verfügen über zwei Wechsler, die im Plan mit 12-11-14 und 22-21-24 (Öffner -Schließer) bezeichnet werden. Bei den Sensoren handelt es sich um induktive Näherungsschalter von Turck.

Kleinrelais HF115F

Kleinrelais HF115F

Kleinrelais HF115F


TURCK Initiator

TURCK Initiator

Für die Überwachung der Endlagen sind zwei induktive Näherungsschalter von Turck zuständig. Der Sensor „Position Unten“ verursacht die Umschaltung der Bewegungsrichtung. Sensor „Position Oben“ beendet den Schneidvorgang.

Turck 4602033


Die Bewegungen der Trennvorrichtungen werden in der Praxis meistens mithilfe von Pneumatik oder Hydraulik realisiert. In unserer Schaltung übernimmt diese Aufgabe ein Gleichstrommotor. Die Steuerspannung beträgt 24 VDC, dementsprechend sind alle Komponenten an diese Spannung angepasst. Steuerspannung von 24 VDC gilt zurzeit in den industriellen Steuerungen als Standard.

Motor 24 VDC

Motor 24 VDC (mit Getriebe)

Schaltplan (HAND)

Schaltplan Handbetrieb

Schaltplan Handbetrieb

Handbetrieb

Die Schere steht in der oberen Ausgangsposition, der Sensor B2 (Position oben) ist aktiv, das Relais K6 angezogen. Der Schalter S1 steht in Position Handbetrieb. Das Relais K1 bleibt zunächst aus. Sein Öffner Kontakt K1(21-22) bleibt folglich geschlossen. Auch das Relais K5 (Position unten) ruht, sein Öffner-Kontakt K5(21-22) ist geschlossen. Die für die Bewegung der Schere verantwortlichen Relais K2 und K3 sind aus. Damit bleibt auch der Öffner K3(11-12) geschlossen.
Sobald der Start-Taster S2 betätigt und gehalten wird, zieht das Relais K2 an. Es erfolgt die Bewegung nach unten. Kurz nach dem Start wird das Relais K6, da der Sensor B2 verlassen wurde, abgeschaltet.
Die Schere erreicht die untere Endlage. Das wird durch den Sensor B1 erkannt, das Relais K5 zieht an. Der Öffner Kontakt K5(21.22) öffnet, K2 fällt ab, die Bewegung nach unten wird gestoppt. Nahezu gleichzeitig schließt der Schließer K5(11-14), das Relais K1 zieht an und hält sich über K1(11-14) selbst. Auch der Schließer K1(21-24) schließt. Da die Kontakte K6(11-12) und K2(11-12) jetzt geschlossen sind, zieht das Relais K3 an und es erfolgt die Bewegung nach oben. Sie dauert solange, bis die obere Endlage erreicht wird, an. Hier zieht das Relais K6 wieder an und schaltet K3 ab. Die Schere steht. Trotz, dass der Taster S2 geschlossen gehalten wird, kann eine erneute Bewegung nach unten nicht erfolgen, da das Relais K1 seinen Zustand nicht ändert. Erst das Loslassen des Tasters S2 löst die Selbsthaltung von K1 auf. Jetzt kann erneut gestartet werden. Wird während der Bewegung der Taster S2 losgelassen, bleibt die Schere stehen. Die Spannungsversorgung von K2 bzw. K3, die für die Bewegung verantwortlich sind, wird dann unterbrochen.

Schaltplan (HAND+AUTO)

Schaltplan Hand+Auto

Schaltplan Hand+Auto

Autobetrieb

Im Autobetrieb wird Schalter S1 entsprechend umgeschaltet. Der Taster S2 ist außer Betrieb. Ein Schneidvorgang wird hier mit einem Impuls, der von dem Schließer-Kontakt S0 kommt, eingeleitet. Der Impuls muss solange andauern, bis der Vorgang gestartet wird und die Schere den Sensor B2 (Position oben) verlässt. So kann das Relais K4 in Selbsthaltung gehen. Schneidvorgang erfolgt wie oben beschrieben. Erreicht die Schere zum Schluss die Ausgangsposition, wird das Relais K6 angezogen und die K4-Selbsthaltung aufgelöst. Da der Kontakt K4(21-24) öffnet, fällt das Relais K3 ab und die Schere bleibt stehen. Auch das Relais K1 fällt ab. Der nächste Schneidvorgang kann wieder mit einem weiteren Impuls eingeleitet werden. Der Kontakt S0 kann z.B. von einer anderen Steuerung gesteuert werden. In unserer Schaltung wird er mit einem Taster simuliert.

Leistung

Leistung

Der Motor wird über die Kontakte der Relais K2 und K3 eingespeist.
Für den Schutz anderer Komponenten wird stets empfohlen, die Relais mit Schutzdioden zu versehen. Auf dem Plan sind es die Freilaufdioden D1 bis D6. Bei den eigentlichen Schaltvorgängen spielen sie keine Rolle.

Testschaltung

Testschaltung

Testschaltung

Kurzvideo


Schere Steuerung mit Relais


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Relais Schaltungen


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