MINISTERIUM FÜR KULTUS, JUGEND UND SPORT BADEN

MINISTERIUM FÜR KULTUS, JUGEND UND SPORT BADEN-WÜRTTEMBERG
Hauptprüfung 2014/2015
1.5.1
Berufliches Gymnasium (TG)
Mechatronik (Mechatronische Systeme)
Teil 3 (Wahlbereich)
Aufgabe 6 (4 Seiten)
Lastenaufzug
In einer Produktionsanlage befindet sich ein Lastenaufzug, der ein Werkstück von
der Produktionsebene in die Endkontrollebene transportieren soll.
Technologieschema mit Beschreibung:
Das Werkstück, das zur Endkontrolle transportiert werden soll, wird von einem
Roboter auf das Rollenband abgelegt, wenn er die Freigabe FREI erhält.
Befindet sich die ungeladene Lastenkabine auf der Produktionsebene wird die
Schiebetür geöffnet.
Ist die Schiebetür vollständig geöffnet schiebt der Zylinder 1A1 das Werkstück nach
5 Sekunden auf das Förderband. Das Förderband soll eingeschaltet werden, wenn
der Zylinder 1A1 aus seiner Endlage 1B1 wegfährt.
Befindet sich das Werkstück vollständig in der Lastenkabine, wird das Förderband
abgeschaltet, die Schiebetür geschlossen und der Zylinder 1A1 eingefahren.
Anschießend fördert der Lastenaufzug (Antrieb M1) das Teil in die Endkontrollebene.
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Hauptprüfung 2014/2015
1.5.1
6.1
Berufliches Gymnasium (TG)
Mechatronik (Mechatronische Systeme)
Teil 3 (Wahlbereich)
Aufgabe 6 (4 Seiten)
SPS - Steuerprogramm
Punkte
Zuordnungsliste:
Symbol Logische Zuordnung
Eingänge
B1
Teil befindet sich auf dem Rollenband
B2
Teil befindet sich vollständig in der Lastenkabine
B3
Lastenkabine befindet sich in der Produktionsebene
1B1
Zylinder 1A1 ist eingefahren
1B2
Zylinder 1A1 ist ausgefahren
2B1
Schiebetürzylinder 2A1 ist eingefahren
2B2
Schiebetürzylinder 2A1 ist ausgefahren
Ausgänge
1M1
Zylinder 1A1 ausfahren (Ventil-Federrückstellung)
2M1
Schiebetürzylinder 2A1 einfahren
2M2
Schiebetürzylinder 2A1 ausfahren
Q1
Förderband einschalten (Motorschütz Q1)
FREI
Freigabe für den Roboter
B1=1
B2=1
B3=1
1B1=1
1B2=1
2B1=1
2B2=1
1M1=1
2M1=1
2M2=1
Q1=1
FREI=1
6.1.1 Das SPS-Programm zur Ansteuerung des Zylinders 1A1 soll in einen SPSFunktionsbaustein (FB) geschrieben werden.
Nachfolgend ist der Funktionsbaustein "Zylinder" mit seinen Eingangs- und
Ausgangsbelegungen dargestellt:
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Erstellen Sie das SPS-Programm des Zylinders 1A1.
Hinweis: Verwenden Sie alle FB-Eingänge.
6.1.2 Entwerfen Sie das SPS-Programm für die Ansteuerungen des Schiebetürzylinders 2A1 und für den Förderbandantrieb (Motorschütz Q1).
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6.1.3 Die Freigabe FREI für den Roboter wird erteilt, wenn sich kein Teil auf dem
Rollenband befindet. Schiebt der Zylinder 1A1 das Teil auf das Förderband,
soll die Freigabe wieder gelöscht werden.
Erstellen Sie für die Freigabe FREI ein SPS-Programm.
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Hauptprüfung 2014/2015
1.5.1
6.2
Berufliches Gymnasium (TG)
Mechatronik (Mechatronische Systeme)
Teil 3 (Wahlbereich)
Aufgabe 6 (4 Seiten)
Antrieb des Lastenaufzugs (Drehstromasynchronmotor)
Punkte
Der Lastenaufzug wird von einem getriebelosen Drehstromasynchronmotor
M1 (DASM) angetrieben.
Auf dem DASM befindet sich folgendes Leistungsschild:
6.2.1 Beschreiben Sie die wesentlichen Voraussetzungen, unter denen sich ein
drehendes Magnetfeld bei einem Drehstrommotor ergibt.
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6.2.2 Geben Sie an, von welchen Größen die Drehzahl des sich drehenden
Ständermagnetfelds abhängig ist.
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6.2.3 Bei dem verwendeten Drehstrommotor tritt ein sogenannter Schlupf auf.
Erläutern Sie wie der Schlupf zustande kommt. Bestimmen Sie die Schlupfdrehzahl ns, wenn der Motor bei 50 Hz betrieben wird.
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6.2.4 Berechnen Sie das Bemessungsdrehmoment MN und tragen Sie den
Bemessungsbetriebspunkt in die Motorkennlinie (Arbeitsblatt) ein.
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6.2.5 Der Lastenaufzug wird mit einem zusätzlichen Lastmoment von 75 Nm
beaufschlagt. Zeichnen Sie die sich nun ergebende Lastkennlinie in das
Diagramm (Arbeitsblatt) ein. Markieren Sie im Diagramm den neuen
Betriebspunkt und erläutern Sie die Auswirkungen auf den Schlupf.
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