Hier geht es darum, für jede Stelle am Tor den passenden Sensor zu finden und die Wahl so zu begründen, dass sie jemand anderes nachprüfen kann. Nimm dir die Zeichnung der Einbauorte aus dem Auftrag dazu.
Schritt 2 von 4. Du sammelst, was die Steuerung wissen muss, erschließt ein englisches Datenblatt, liest eine Kennlinie mit zwei Schaltpunkten und entscheidest mit deinem Tandem über die Teilöffnung.
Danach: Lernangebot 4 · Aktoren und Schnittstellen
Der wichtigste Satz auf dieser Seite: Ein Sensor wird nach der Anforderung gewählt, nicht nach dem Katalog: erst was er erkennen muss, dann wie er es meldet.
Am Ende hast du: Sensorauswahl für Tor 4 mit Begründung
Erst du, dann die anderen
Unter Tor 4 steht ein Gepäckwagen. Woher soll die Steuerung das wissen? Den Sensor gibt dir keiner vor. Wie würdest du vorgehen, um einen passenden zu finden?
So gehen andere vor. Such dir einen Weg aus.
- Von der Anforderung aus. Du schreibst zuerst auf, was erkannt werden muss, in welchem Abstand, bei welchem Wetter, und suchst dann ein Datenblatt, das passt. Gründlich, aber du brauchst Zeit und musst am Ende doch Datenblätter lesen.
- Vom Bestand aus. Du schaust, was an den anderen Hallentoren eingebaut ist, und nimmst dasselbe. Schnell und im Lager vorrätig, aber du übernimmst auch die Fehler der anderen, ohne sie zu kennen.
- Vom Tabellenbuch aus. Du schlägst die Übersicht der Sensorarten nach und streichst, was nicht passt. Systematisch, aber das Tabellenbuch kennt Tor 4 nicht, die Anforderung musst du trotzdem selbst aufstellen.
Es gibt hier nicht den einen richtigen Weg. Entscheide dich für einen und schreibe dazu, weshalb.
Gegebene Werte: Tor 4 und die neuen Sensoren · aufklappen, wenn du rechnest
Gegebene Werte: Tor 4 und die neuen Sensoren
- Tor 4
- Sektionaltor zum Vorfeld, lichte Breite 5,00 m, lichte Höhe 4,50 m, Hub 4,50 m
- Laufgeschwindigkeit
- 0,20 m/s, AUF und ZU gleich
- Fahrzeuge
- Schlepper 2,10 m hoch einschließlich Rundumkennleuchte, Gepäckwagen mit Planendach 2,20 m hoch
- Sicherheitsabstand über dem höchsten Fahrzeug
- 0,50 m, Vorgabe des Auftraggebers
- Einbauort
- Torzarge zum Vorfeld: Regen, Schnee, Frost, Abgase, Streusalz im Winter
- Kleinsteuerung -K0
- Versorgung 24 V DC, 12 digitale Eingänge 24 V DC, plusschaltend (für Geber mit PNP-Ausgang)
- Endschalter -B1, -B2
- vorhanden, mechanisch: -B1 Endlage AUF, -B2 Endlage ZU
- -B3 Position Teilauf
- nur falls ihr einen Sensor wählt: induktiver Näherungsschalter, PNP, Schließer, Nennschaltabstand sn = 8 mm, Hysterese höchstens 15 % des Schaltabstands
- -B4 Lichtschranke
- Einweg, Sender und Empfänger, PNP, hell- oder dunkelschaltend wählbar, englisches Datenblatt unten
- -B5 Schließkantensicherung
- Kontaktleiste an der Unterkante des Torblatts, Ruhestromprinzip, Signal 1 = frei
So steht es in den Anlagendaten. Alle Werte sind Unterrichtswerte ohne Herstellerbezug.
Dein Lernprodukt im Einzelnen
Dein Lernprodukt
Sensorauswahl für Tor 4 mit Begründung
Darauf laufen die Aufgaben dieses Lernangebots zu. Die Aufgaben sind die Stufen dorthin, das Lernprodukt ist das Ergebnis.
Es besteht aus
- einer Liste, was die Steuerung über das Tor wissen muss, mit dem Wunsch, aus dem es kommt
- der Übersetzung und Prüfung des englischen Datenblatts der Lichtschranke
- der Kennlinie von -B3 mit beiden Schaltpunkten und der Hysterese
- der Entscheidung Zeitglied oder Sensor für die Teilöffnung, mit Vorzug und Preis
- einer Tabelle der Sensoren mit Kennzeichen, Einbauort, Ausgang und Begründung
Zur Dokumentation
Jede Wahl mit einem Kennwert aus Datenblatt oder Anlagendaten. Jede Entscheidung mit einem Satz, weshalb. Quelle für den gesicherten Schaltabstand angeben.
Abgenommen wird sie von einem anderen Tandem, danach von der Projektleitung abgezeichnet. Zu Meilenstein M1 nimmt der Auftraggeber sie im Review ab.
Data sheet · Through-beam photoelectric sensor, emitter and receiver · aufklappen, wenn du rechnest
Data sheet · Through-beam photoelectric sensor, emitter and receiver
- Type
- through-beam photoelectric sensor, separate emitter and receiver
- Sensing range
- 0 to 12 m
- Light source
- infrared LED
- Supply voltage
- 10 to 30 V DC
- Output
- PNP
- Switching function
- light-on / dark-on, selectable
- Output function
- NO / NC
- Output current
- max. 100 mA
- Response time
- 1 ms
- Protection rating
- IP67
- Ambient temperature
- -25 °C to +55 °C
- LED indicators
- green: power on · yellow: output switched
- Connection
- M12 connector, 4-pin · BN: +UB · BU: 0 V · BK: output Q · WH: selection light-on / dark-on
Notes: light-on means the output is switched when the light beam reaches the receiver. Dark-on means the output is switched when the light beam is interrupted. Konstruiertes Datenblatt für den Unterricht, ohne Hersteller.
Kurz erklärt
Schaltabstand und Hysterese
Bevor du Sensoren für Tor 4 auswählst, brauchst du zwei Begriffe aus dem Datenblatt. Die Zahlen in den Bildern gehören zu einem Beispielsensor, nicht zu Tor 4.
Sn ist der Laborwert mit genormter Stahlplatte. Planen musst du mit dem gesicherten Schaltabstand Sa = 0,81 · Sn, hier 0,81 · 5 mm = 4,05 mm. Bei anderen Werkstoffen als Stahl wird der Schaltabstand kleiner.
Merk dir: Plane mit dem gesicherten Schaltabstand Sa, nicht mit Sn. Und die Hysterese ist kein Messfehler, sondern Absicht: Sie hält das Signal ruhig, wenn das Teil am Schaltpunkt zittert. Dasselbe Prinzip kennst du vom Thermostat, der mit einer Schaltdifferenz arbeitet.
Die Videofolge „Schaltabstand und Hysterese“ kommt hierher, sobald sie veröffentlicht ist.
Aufgabe 3.1
Stelle zusammen, was die Steuerung über Tor 4 wissen muss:
- Nenne jede Information, die die Steuerung braucht, um W 1 und W 2 zu erfüllen.
- Ordne jeder Information den Wunsch zu, aus dem sie kommt.
- Kennzeichne die Informationen, bei denen ein Fehler einen Menschen oder ein Fahrzeug gefährden kann.
- Prüfe, welche Information die Herstellersteuerung heute schon bekommt.
| Nr. | Information | für Wunsch | Sicherheit betroffen? | heute schon vorhanden? |
|---|---|---|---|---|
| 1 | ||||
| 2 | ||||
| 3 | ||||
| 4 | ||||
| 5 | ||||
| 6 |
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Torsteuerung · Sensoren · Funktionsbeschreibung
Im Tandem Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Tandempartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Aufgabe 3.2
Erschließe das Datenblatt der Lichtschranke:
- Übersetze jede Zeile des Datenblatts ins Deutsche.
- Erkläre in eigenen Worten, was sensing range bei einer Einweglichtschranke misst.
- Erkläre den Unterschied zwischen light-on und dark-on.
- Beschreibe, was ein PNP-Ausgang an den Eingang der Steuerung liefert, wenn er schaltet.
- Erkläre, was die Schutzart IP67 bedeutet, Ziffer für Ziffer.
| Angabe im Datenblatt | auf Deutsch | was das für Tor 4 heißt |
|---|---|---|
| Sensing range | ||
| Supply voltage | ||
| Output PNP | ||
| Switching function | ||
| Output function NO / NC | ||
| Output current | ||
| Response time | ||
| Protection rating | ||
| Ambient temperature |
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Sachwortverzeichnis (mit fachlichem Englisch) · Einweglichtschranke · PNP-Ausgang · Schutzarten, IP-Code
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
Aufgabe 3.3
Prüfe, ob die Lichtschranke für Tor 4 taugt:
- Vergleiche die Reichweite mit der Torbreite und beurteile die Reserve.
- Prüfe Versorgungsspannung und Ausgang gegen die Kleinsteuerung -K0.
- Beurteile Schutzart und Umgebungstemperatur für den Einbauort am Vorfeld.
- Lege fest, ob du light-on oder dark-on einstellst, und begründe mit dem Signal, das bei freiem Strahl an der Steuerung ankommen soll.
- Vergleiche die Einweglichtschranke mit einer Reflexionslichtschranke und entscheide, welche Art ihr einbaut.
| Anforderung von Tor 4 | Angabe im Datenblatt | erfüllt? | Begründung |
|---|---|---|---|
| Torbreite überbrücken | |||
| an 24 V DC betreiben | |||
| an -K0 anschließen | |||
| am Vorfeld bestehen | |||
| Signal bei freiem Strahl | |||
| Art der Lichtschranke |
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Lichtschranke · Reflexionslichtschranke · hellschaltend · dunkelschaltend
Im Tandem Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Tandempartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Aufgabe 3.4
Die Kennlinie kennst du aus LF 1 Teil 4. Dort war sie eine Kurve, hier springt sie zwischen zwei Werten. Wer nur einen Schaltpunkt kennt, hat die halbe Kennlinie gelesen.
Bestimme die Schaltpunkte des induktiven Näherungsschalters -B3:
- Beschreibe an der Kennlinie, was beim Annähern und was beim Entfernen der Schaltfahne passiert.
- Berechne den Ausschaltpunkt saus für die größte zulässige Hysterese.
- Berechne die Hysterese H in Millimetern.
- Erkläre, was ohne Hysterese passieren würde, wenn die Schaltfahne genau am Schaltpunkt stehen bleibt und das Tor leicht schwingt.
- Lege fest, in welchem Abstand die Schaltfahne am Sensor vorbeifahren soll, und begründe mit dem gesicherten Schaltabstand.
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Näherungsschalter, induktiv · Schaltabstand · gesicherter Schaltabstand · Hysterese
Allein Diese Aufgabe bearbeitest du allein.
Aufgabe 3.5
Entscheidet im Tandem, wie die Steuerung die Teilöffnung erkennt:
- Bestimme aus den Anlagendaten die Höhe, auf der die Unterkante des Tores für einen Schlepperzug stehen muss.
- Beschreibe den Weg über ein Zeitglied ab Endlage ZU.
- Beschreibe den Weg über einen zusätzlichen Positionssensor -B3.
- Vergleiche beide Wege nach Bauteilen, Verdrahtung, Einstellung und dem Verhalten bei einer Störung.
- Entscheide euch für einen Weg und begründe die Entscheidung.
- Wähle die Sensorart, falls ihr den Sensor nehmt: induktiver Näherungsschalter, mechanischer Positionsschalter oder etwas anderes.
| Kriterium | Zeitglied ab Endlage ZU | Positionssensor -B3 |
|---|---|---|
| zusätzliche Bauteile | ||
| Verdrahtung, Eingänge | ||
| Einstellung bei der Inbetriebnahme | ||
| was bei einer Störung passiert | ||
| unsere Entscheidung |
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Zeitglied, Einschaltverzögerung · Positionsschalter · Näherungsschalter
Im Tandem Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Tandempartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Aufgabe 3.6
Stelle die Sensorauswahl für Tor 4 zusammen:
- Trage für jede Aufgabe am Tor Sensor oder Lösung, Kennzeichen und Einbauort ein.
- Nenne je Sensor die Art des Ausgangs und die Schaltfunktion.
- Begründe jede Wahl mit mindestens einem Kennwert.
- Lass die Auswahl von einem anderen Tandem gegenlesen.
| Aufgabe am Tor | Sensor oder Lösung | Kennzeichen | Einbauort | Ausgang, Schaltfunktion | Begründung mit Kennwert |
|---|---|---|---|---|---|
| Endlage AUF | |||||
| Endlage ZU | |||||
| Position Teilauf | |||||
| Durchfahrt frei | |||||
| Hindernis an der Unterkante |
Tabellenbuch Schlag im Sachwortverzeichnis nach: Sensoren, Auswahl · Schließkantensicherung · Endschalter
Im Tandem Diese Aufgabe bearbeitest du mit deinem Tandempartner. Vergleicht am Ende eure Ergebnisse.
Die Lage ändert sich
Der Ersatzteilhandel meldet: Die Lichtschranke aus deiner Auswahl ist nur noch mit NPN-Ausgang lieferbar, die PNP-Ausführung kommt frühestens in acht Wochen. Der Umbau ist aber für das Nachtfenster in drei Wochen vorgesehen.
Überprüfe dein Lernprodukt an diesem Fall:
- Prüfe an deiner Sensorauswahl, was ein NPN-Ausgang an einem plusschaltenden Eingang von -K0 bewirken würde.
- Entscheide, was du tust, und nenne mindestens zwei Wege mit ihrem Preis.
- Begründe, weshalb deine Entscheidung das Signal bei freiem Strahl nicht verschlechtert.
Im Tandem Diese Überprüfung macht ihr zu zweit. Wer beide Fälle erklären kann, hat die Sache verstanden.
Für deinen Wissensspeicher
Aus diesem Lernangebot gehören auf dein Blatt: die Sensoren von Tor 4 mit Kennwert, die fünf englischen Begriffe, die du am häufigsten brauchen wirst, die Kennlinie von -B3 mit beiden Schaltpunkten und eure Entscheidung zur Teilöffnung mit einem Satz, weshalb. Eingetragen wird am Ende von Teil 2, in der Lektion Kompetenzmodell.