Betriebsmittelauswahl Elektropneumatik

[Blow_Off_Pneumatics]

Hallo liebe Community.

Ich habe ein elektropneumatisches Gerät (Stromlaufplan siehe Links) entwickelt, allerdings sind noch Fragen bezüglich der Auslegung von Netzteil und Sicherungen/FI offen.

Kurz gefasst:
Im Lastkreis (230 V) ist eine Lampe mit 5-15 mA sowie ein Netzteil mit 20 W (Einschaltstrom 40 A lt Datenblatt), abgesichert durch einen FI/LS.
Im Steuerkreis (24 V) gibt es eine Lampe mit 5-14 mA, zwei Magnetspulen (Impulsventil) mit 0,7 W, zwei Reedsensoren mit je maximal 10 W bzw. 500 mA (Angaben jeweils lt Datenblatt) sowie das 20 W-Netzteil.
Darüber hinaus gibt es in beiden Stromkreisen mehrere Relais bzw Schütze.

Folgende Fragen/Unklarheiten habe ich:
- Reicht in Anbetracht der niedrigen Gesamtleistung eine Absicherung mit C6 bzw C10-Automaten?
- Kann das Netzteil oder andere Bauteile (Schalter, Relaisspulen) durch die hohen Einschaltströme beschädigt werden?
- Wie sind die Stromaufnahmen bei den Lampen und den Sensoren zu verstehen? Soweit ich weiß, ziehen Betriebsmittel den Strom, den sie brauchen, d.h. das Netzteil müsste z.B. für die Lampen mindestens 5 mA liefern, richtig? Was hat es mit der Maximalangabe bei den Sensoren auf sich - wie viel mA brauchen diese mindestens?

Falls ihr nähere Angaben braucht, meldet euch einfach. Danke im Voraus für eure Hilfe

 

[Pumukel]

Was soll die Reihenschaltung der Kontrolllampe mit dem Relais ? So und dein Kontakt verbraucht gar nichts, nur dieser Kontakt kann max 500mA schalten ! Dein Netzteil liefert bei 24 V und 20 W ca 800mA und wenn ein Mangnetventil bei 24 V 7 W benötigt sind das je Ventil 7W:24V =0,3 A ! Ich kann dir nur sagen , das Dein 20 W Netzteil einfach zu schwach auf der Brust ist. Denn die Relais und auch die Schütze verbrauchen Strom !

 

[Blow_Off_Pneumatics]

Was soll die Reihenschaltung der Kontrolllampe mit dem Relais?

Was kann ich daran verbessern? Da SF1 und SF3 Leuchttaster sind, dachte ich muss die Lampe jeweils in Reihe mit dem Kontakt sein. Da dieser das Relais ansteuert, habe ich dieses dementsprechend auch in Reihe gesetzt. Es ist natürlich kein Problem, die Lampen parallel zu den Relaisspulen anzuschließen. Ich möchte aber rein informativ wissen, wieso sich das so gehört.

wenn ein Mangnetventil bei 24 V 7 W benötigt sind das je Ventil 7W:24V =0,3 A !

Die Leistungsaufnahme des Ventils beträgt 0,7W, (Quelle: Katalog) damit wäre der benötigte Strom 0,03 A.

Dein Kontakt verbraucht gar nichts, nur dieser Kontakt kann max 500mA schalten!

Bedeutet das, dass der Sensor bei einer zu hohen Leistung des Netzteils beschädigt wird?

Ich kann dir nur sagen , das Dein 20 W Netzteil einfach zu schwach auf der Brust ist. Denn die Relais und auch die Schütze verbrauchen Strom !

Wie kann ich denn die benötigte Leistung ermitteln? Ich bin von 30 mA (Ventil)+500 mA (Sensor) + 14mA (Lampe) = 544 mA ausgegangen (die Sensoren schalten einbaubedingt nicht gleichzeitig). Hat es, abgesehen vom schlechteren Wirkungsgrad, Nachteile, ein tendenziell "zu starkes" Netzteil zu verwenden?

 

[patois]

Wie schon F.v.Schiller dichtete:
"Hier wendet sich der Gast mit Grausen"

 

[Blow_Off_Pneumatics]

Es tut mir ja leid, dass euch mein fehlendes Wissen ärgert. Das ganze ist ein Projekt für die Berufsschule, ich selber hatte bisher nur zwei Praktika über Elektrotechnikgrundlagen (bin Azubi zum Produktdesigner). Selber eine Schaltung entwickeln musste ich bisher noch nie. Da ist es doch verständlich, dass man auf dem Schlauch steht.

 

[PeterVDK]

Abgesehen von der Tatsache das ich der Meinung bin das deine Schaltlogik so überhaupt nicht funktioniert (auch wenn man die Relais/Schütze richtig anschliessen würde), ist deine Herangehensweise imho total falsch.

Mein Tip wäre, setze dich erstmal mit dem auseinander was du da vorhast. Schau dir zb. an wie ein Relais grundsätzlich angesteuert wird, das Internet ist voll von Informationen. Überleg dir welche Funktionen du überhaupt umsetzen willst, und wie diese zu realisieren sind (Thema Schaltlogik). Wenn das alles steht kannste dir Gedanken machen was für Geräte du überhaupt brauchst und wie diese zu dimensionieren sind.

Wenn dann noch Fragen offen sind, kannste gerne spezifisch nachfragen und wahrscheinlich wird dir auch jemand helfen. Aber so ganz ohne eigene gescheite Basics andere die "Arbeit" machen lassen wird halt nicht funktionieren.

btw ich vermute dass das "Projekt" nie die reale Welt erreicht...

 

[Octavian1977]

Dir sollte viellciht auch mal klar sein, was bei einer Reihenschaltung passiert.
Die Spule vom Relais hat garantiert einen geringeren Widerstand als die heute üblichen LED Leuchtmittel.
Somit bekommt das Relais von der Spannung gar nichts mehr ab und wird auch nicht zuverlässig (wenn überhaupt) schalten.
Bauteile gehen sicher nicht von Ihrem eigenen Einschaltstrom kaputt ein Einschaltstrom belastet immer nur die Quelle.

Wenn die Quelle diesen nicht aufbringen kann bricht die Spannung zusammen, das erzeugt dann meist ein Problem mit anderen Verbrauchern z.B. Schütze die abfallen, etc.
Alternativ kann das auch einen Defekt der Quelle hevorrufen oder das Auslösen einer Schutzeinrichtung und das komplette abschalten der Quelle.

Welcher Automat ausreicht kannst Du anhand seiner Auslösekurve und den maximal Auftretenden Strömen und deren Dauer ermitteln.
Ein C10 Automat kann z.b. 50A sicher 0,1s aushalten

 

[Blow_Off_Pneumatics]

Danke für die hilfreichen Antworten.
Das mit der Reihenschaltung von Relais und Leuchtmelder wusste ich nicht (wir hatten bis jetzt im Unterricht nur Logikgatter und Grundlagen der Steuerungstechnik). Zwischendurch ist mir auch selber aufgefallen, dass Leuchtmittel immer parallel geschaltet werden sollten, weil ja sonst ein kaputtes Lämpchen die ganze Schaltung versauen kann.

Was ich noch überhaupt nicht verstehe, ist, wie bei einem ausreichend dimensionierten Netzteil der erlaubte Schaltstrom der Sensoren eingehalten werden kann? 10W sind ja durch den Stromverbrauch der Relais/Schütze zu wenig. Aber bei 20W beispielsweise müsste ich theoretisch mit verschweißten/verkohlten Reedkontakten rechnen, oder? (ich weiß dass das etwas mit den Lichtbögen bei DC zu tun hat).

Übrigens hat das Ausschaltschütz im 24V-Kreis seinen Sinn, als dass es nur anziehen soll, wenn KF3 abgefallen und KF1T angezogen ist. Ähnliches gilt für KF4 bzw KF5. Das hat etwas mit der definierten Zylinderstellung beim ein- bzw. ausschalten zu tun.

 

[Octavian1977]

was für Reed Kontakte meinst Du?
Und warum sollen die bei einem 20W netzteil eher Verschweißen als bei einem 10W Netzteil?
Willst Du die Schütze mit Reed Kontakten ansteuern???
Diese Kontakte sind nur für sehr kleine Lasten und erst recht keine hohen Einschaltströme gedacht.
mit Reed Kontakten steuert man maximal kleine Relais an eher aber eine elektronische Schaltung.

 

[Blow_Off_Pneumatics]

Ich meine die Positionssensoren/Zylinderschalter BG1 und BG2. In der Ausbildung haben wir dafür immer Reed-Schalter benutzt. Die Schütze werden nicht von Reeds angesteuert sondern direkt mit Tastern.

Ein 20 W Netzteil liefert doch einen höheren Strom, als eins mit 10 W. Und dieser höhere Strom übersteigt die 500mA max. Schaltstrom der Zylinderschalter BG1+BG2. Oder muss ich das auf die Spule des angesteuerten Relais beziehen?

 

[Octavian1977]

ohohoh.
Nur weil das Netzteil mehr kann steigt doch kein Strom automatisch an.

Du kannst auch ein 100kW Netzteil verwenden das Du da bei 10V einen 1 Ohm Widerstand dran hängst fließen da nur 10A auch wenn das Netzteil 10.000A liefern kann.
Der Strom der fließt hängt davon ab was der Reed kontakt schalten soll.
So und dann schaust Du mal was Deine Kontakte schalten können und was dran hängt.

 

[patois]

Ein interessanter LINK:

Hydraulische Antriebe (12): Elektropneumatische Steuerung • tec.Lehrerfreund

 

[Blow_Off_Pneumatics]

Danke für den Link. Lehrerfreund kenne ich sogar, ich wusste aber nicht, dass die dort die Steuerungstechnik so gut erklärt haben. Ich werde auf jeden Fall meinen Stromlaufplan korrigieren. Noch zu den Sicherungen/ - angenommen ich ermittle durch die Bauteilauswahl eine Nennlast x, z.B. aus der Luft gegriffen 8,5 A. Reicht es dann, einen 10A-Automaten zu wählen (ggf C10 bei hohen Einschaltströmen), oder können einem im Betrieb irgendwelche Stromspitzen doch noch einen Strick drehen?

 

[karo28]

Die ganze Schaltlogik passt nicht.Man betrachte mal die Zeichnung 3 mit dem Netzteil... Die Bezeichner für die Bauelemente scheinen mir frei erdacht und unlogisch.
Eigentlich wäre solch eine Steuerungsaufgabe mittels Kleinsteuerung sinnvoll zu lösen, da man dort die verschiedensten Bedingungen kombinieren kann, inkl.definierter Zustände bei E/A, Stromausfall, Fehler...

 

[karo28]

Noch zu den Sicherungen/ - angenommen ich ermittle durch die Bauteilauswahl eine Nennlast x, z.B. aus der Luft gegriffen 8,5 A.

Wo ermittelst du die? Im Steuerstromkreis? Im Laststromkreis?

 

[Pumukel]

Nur mal zum Nachdenken 230V *1A ergeben 230 VA das sind bei rein ohmscher Last 230 W . So und wenn dein Netzteil einen Einschaltstrom von 40 A hat, dann brauchst du da eine Sicherung die eben 40 A noch nicht als Kurzschluss wertet ! Das wäre zb ein K6 den 6*10 sind 60 A ! Ein B6 wird zwischen 18 und 30 A mit dem Kurzschlussauslöser auf die 40 A reagieren. ein C 6 mit 30 bis 60 A und erst ein K6 mit größer 8*6A =48A bleibt da drin ! Aus diesem Grund werden da auch meist Träge Schmelzsicherungen verbaut .

 

[patois]

Noch ein Link für den Fragesteller:

https://www.festo-didactic.com/ov3/media/customers/1100/567028_lb_pep_bv1_leseprobe_de.pdf

Auf den letzten Seiten findet sich der Elektro-Anteil
.

 

[Blow_Off_Pneumatics]

Die Bezeichner für die Bauelemente scheinen mir frei erdacht und unlogisch.

Das ist das Bezeichnungssystem laut DIN EN 81346. Oder meinst du die Schaltzeichen in der Skizze?

Ich weiß, dass eine Kleinsteuerung vorteilhafter wäre, allerdings habe ich damit noch weniger Erfahrung als mit Verbindungsprogrammierter Steuerung.