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Inhaltsverzeichnis

Vorwort 5

1 Grundlagen der Elektrotechnik 9
1.1 Das Ohmsche Gesetz 9
1.2 Die Kirchhoffschen Gesetze des elektrischen Stromkreises 10
1.3 Elektrische Leistung und elektrische Arbeit 11
1.4 Widerstands- und Leitungsberechnungen 12
1.5 Das magnetische Feld 12
1.6 Das elektrische Feld 14
1.7 Der Wechelstromkreis 15
1.8 Der Elektromagnet an Gleich- und Wechelstrom 16
1.9 Ein- und Ausschaltvorgänge 17

2 Gesetzmäßigkeiten bei Aufbau und Darstellung elektrischer Steuerungen 18
2.1 Begriffe und Benennungen der Steuerungstechnik in DIN 19226 18
2.2 Darstellung von Steuerungsaufgaben in DIN 40719, Teil 6 21
2.3 Gerätetechnisch orientierte Zuordnung von Steuerungsteilen nach VDE 0160 22
2.4 Grundelemente der Schaltungstechnik bei Schütz- und Relaissteuerungen 23
2.4.1 Grundelemente logischer Schaltungen 23
2.4.2 Grundelemente sequentieller Schaltungen 27
2.5 Schaltungsunterlagen 28
2.5.1 Maßgebende DIN-Normen und VDE-Bestimmungen 28
2.5.2 Die wichtigsten Schaltplanarten nach DIN 40719, Teil 1 28
2.5.2.1 Übersichtsschaltplan 31
2.5.2.2 Stromlaufplan, Lesen von Stromlaufplänen 33
2.5.2.3 Bauschaltplan 38
2.5.2.4 Funktionsschaltplan 41

3 Geräte und Bauelemente der elektrischen Steuerungstechnik 42
3.1 Schaltgeräte 42
3.1.1 Schaltglieder 42
3.1.2 Betätigungsglieder 43
3.1.3 Die wichtigsten Schaltgeräte 44
3.1.3.1 Schütze 44
3.1.3.2 Relais 44
3.1.3.3 Nockenschalter 45
3.1.3.4 Leistungsschalter 45
3.2 Zeitrelais 46
3.3 Befehlsgeräte und Eingabewandler 46
3.3.1 Befehlstaster 46
3.3.2 Grenztaster 46
3.3.3 Eingabewandler 47
3.4 Meldegeräte 48
3.5 Schutzgeräte 49
3.5.1 Schmelzsicherungen 49
3.5.2 Sicherungsselbstschalter 51
3.6 Bauelemente 51
3.6.1 Widerstände 51
3.6.2 Kondensatoren 51
3.6.3 Drosseln und Transformatoren 53
3.6.4 Halbleiterbauelemente 54
3.7 Verdrahtungshilfsmittel 56
3.7.1 Leitungen und Kabel 56
3.7.2 Verbindungsmaterial 56
3.7.3 Verlege- und Hilfsmittel 58

4 Anwendung der Schaltalgebra bei Schütz- und Relaissteuerungen 59
4.1 Voraussetzungen für die Anwendung der Schaltalgebra 59
4.2 Einschaltbedingungen eines Schaltgerätes 61
4.3 Grundregeln der Schaltalgebra 63
4.4 Schaltungsvereinfachung mit KV-Tafeln 65

5 Entwicklung und Aufbau von Grundschaltungen der elektrischen Steuerungstechnik 67
5.1 Entstehung von Grundschaltungen 67
5.2 Grundschaltungen allgemeiner Steuerungsaufgaben 73
5.3 Antriebsschaltungen von Drehstrommotoren 79
5.4 Sicherheitsschaltungen 86
5.4.1 Grundschaltungen zur Erhöhung der Bedienungssicherheit 86
5.4.2 Grundschaltungen zur Verbesserung der Funktionssicherheit 87

6 Anwendung der Grundschaltungen bei Ablauf- und Verknüpfungssteuerungen 95
6.1 Steuerung für eine Förderanlage 95
6.2 Steuerung für einen Kübelaufzug 99
6.2.1 Darstellung der Funktion 99
6.2.2 Schaltpläne 102

7 Aufbau von kontaktarmen Steuerungen mit Relais 107
7.1 Die Anwendung von gleichstromerregten Kleinrelais 107
7.2 Kontaktersatz durch Dioden 112
7.3 Übergangsstellen zu elektronischen Steuerungen 116

8 Auswahl und Bemessung der Geräte - Ausgewählte Dimensionierungsfragen der Steuerungstechnik 117
8.1 Zusammenfassung aus VDE 0100, Bestimmungen für das Errichten von Starkstromanlagen mit Nennspannungen bis 1000 Volt 117
8.2 Zusammenfassung aus DIN VDE 0113, Bestimmungen für die elektrische Ausrüstung von Industriemaschinen 120
8.3 Motorschutzfragen 121
8.4 Steuerstromkreise 122
8.5 Lange Steuerleitungen 129
8.6 Dimensionierung des Steuertransformators 131
8.7 Auswahl der Schaltgeräte 133
8.7.1 Gerätebauform 133
8.7.2 Anwendungskriterien von Luftschützen 133
8.7.3 Schutzarten nach DIN 40050 137
8.8 Umwelteinflüsse 138

9 Projektierung und Handhabung der Steuerung 139
9.1 Hilfsmittel zur Erstellung der technischen Unterlagen 140
9.2 Herstellung und Prüfung 148
9.3 Montage und Inbetriebnahme 149
9.4 Wartung und Störungssuche 150

10 Fallstudie: Steuerung für einen Kübelaufzug
10.1. Beschreibung der Steuerungsaufgabe 153
10.1.1 Funktion des Kübelaufzuges 153
10.1.2 Anwendung von Sicherheitsvorschriften 155
10.1.3 Ein- und Ausgangselemente der Steuerung 157
10.1.4 Funktionsdiagramme und Funktionspläne 157
10.1.5 Funktions- und Ablaufdiagramme nach DIN 3260 157
10.1.6 Funktionspläne nach DIN 40719, Teil 6 158
10.2 Erläuternde Schaltpläne und Diagramme 159
10.2.1 Übersichtsschaltpläne 161
10.2.2 Entwurfssystematik von Stromlaufplänen 161
10.2.3 Der verdrahtungsgerechte Stromlaufplan 163
10.2.4 Schaltfolgediagramme 167
10.3 Festlegung der Betriebsmittel 168
10.3.1 Betriebsmittel im Hauptstromkreis 168
10.3.2 Schutzgeräte im Motorstromkreis 169
10.3.3 Betriebsmittel im Steuerstromkreis 170
10.3.4 Steuertransformator 171
10.3.5 Schutzmaßnahmen im Steuerstromkreis 173
10.3.6 Lange Steuerleitungen 173
10.3.7 Gerätestückliste 173
10.3.8 Anordnungspläne nach DIN 40719, Teil 10 174
10.4 Verbindungs- und Verdrahtungstechnik 177
10.4.2 Verdrahtungs- und Verbindungslisten 179
10.4.3 Bauschaltpläne 180
10.4.4 Verdrahtungs- und Anschlußtechnik 181
10.4.5 Prüfung der fertig verdrahteten Steuerung 182
10.5 Montage, Inbetriebnahme und Wartung 182
10.5.1 Montage der Steuerung 182
10.5.2 Leitungsplan und Kabelverzeichnis 184
10.5.3 Inbetriebnahme der Steuerung 185
10.5.4 Störungssuche 185
10.5.5 Wartung 187

Verwendete Formelzeichen und Einheiten
189

Literaturverzeichnis
191

Stichwortverzeichnis
195

	Vorwort	5


1	Grundlagen der Elektrotechnik	9
1.1	Das Ohmsche Gesetz	9
1.2	Die Kirchhoffschen Gesetze des elektrischen Stromkreises	10
1.3	Elektrische Leistung und elektrische Arbeit	11
1.4	Widerstands- und Leitungsberechnungen	12
1.5	Das magnetische Feld	12
1.6	Das elektrische Feld	14
1.7	Der Wechelstromkreis	15
1.8	Der Elektromagnet an Gleich- und Wechelstrom	16
1.9	Ein- und Ausschaltvorgänge	17



2	Gesetzmäßigkeiten bei Aufbau und Darstellung elektrischer Steuerungen	18
2.1	Begriffe und Benennungen der Steuerungstechnik in DIN 19226	18
2.2	Darstellung von Steuerungsaufgaben in DIN 40719, Teil 6	21
2.3	Gerätetechnisch orientierte Zuordnung von Steuerungsteilen nach VDE 0160	22
2.4	Grundelemente der Schaltungstechnik bei Schütz- und Relaissteuerungen	23
2.4.1	Grundelemente logischer Schaltungen	23
2.4.2	Grundelemente sequentieller Schaltungen	27
2.5	Schaltungsunterlagen	28
2.5.1	Maßgebende DIN-Normen und VDE-Bestimmungen	28
2.5.2	Die wichtigsten Schaltplanarten nach DIN 40719, Teil 1	28
2.5.2.1	Übersichtsschaltplan	31
2.5.2.2	Stromlaufplan, Lesen von Stromlaufplänen	33
2.5.2.3	Bauschaltplan	38
2.5.2.4	Funktionsschaltplan	41



3	Geräte und Bauelemente der elektrischen Steuerungstechnik	42
3.1	Schaltgeräte	42
3.1.1	Schaltglieder	42
3.1.2	Betätigungsglieder	43
3.1.3	Die wichtigsten Schaltgeräte	44
3.1.3.1	Schütze	44
3.1.3.2	Relais	44
3.1.3.3	Nockenschalter	45
3.1.3.4	Leistungsschalter	45
3.2	Zeitrelais	46
3.3	Befehlsgeräte und Eingabewandler	46
3.3.1	Befehlstaster	46
3.3.2	Grenztaster	46
3.3.3	Eingabewandler	47
3.4	Meldegeräte	48
3.5	Schutzgeräte	49
3.5.1	Schmelzsicherungen	49
3.5.2	Sicherungsselbstschalter	51
3.6	Bauelemente	51
3.6.1	Widerstände	51
3.6.2	Kondensatoren	51
3.6.3	Drosseln und Transformatoren	53
3.6.4	Halbleiterbauelemente	54
3.7	Verdrahtungshilfsmittel	56
3.7.1	Leitungen und Kabel	56
3.7.2	Verbindungsmaterial	56
3.7.3	Verlege- und Hilfsmittel	58



4	Anwendung der Schaltalgebra bei Schütz- und Relaissteuerungen	59
4.1	Voraussetzungen für die Anwendung der Schaltalgebra	59
4.2	Einschaltbedingungen eines Schaltgerätes	61
4.3	Grundregeln der Schaltalgebra	63
4.4	Schaltungsvereinfachung mit KV-Tafeln	65



5	Entwicklung und Aufbau von Grundschaltungen der elektrischen Steuerungstechnik	67
5.1	Entstehung von Grundschaltungen	67
5.2	Grundschaltungen allgemeiner Steuerungsaufgaben	73
5.3	Antriebsschaltungen von Drehstrommotoren	79
5.4	Sicherheitsschaltungen	86
5.4.1	Grundschaltungen zur Erhöhung der Bedienungssicherheit	86
5.4.2	Grundschaltungen zur Verbesserung der Funktionssicherheit	87



6	Anwendung der Grundschaltungen bei Ablauf- und Verknüpfungssteuerungen	95
6.1	Steuerung für eine Förderanlage	95
6.2	Steuerung für einen Kübelaufzug	99
6.2.1	Darstellung der Funktion	99
6.2.2	Schaltpläne	102



7	Aufbau von kontaktarmen Steuerungen mit Relais	107
7.1	Die Anwendung von gleichstromerregten Kleinrelais	107
7.2	Kontaktersatz durch Dioden	112
7.3	Übergangsstellen zu elektronischen Steuerungen	116



8	Auswahl und Bemessung der Geräte - Ausgewählte Dimensionierungsfragen der Steuerungstechnik	117
8.1	Zusammenfassung aus VDE 0100, Bestimmungen für das Errichten von Starkstromanlagen mit Nennspannungen bis 1000 Volt	117
8.2	Zusammenfassung aus DIN VDE 0113, Bestimmungen für die elektrische Ausrüstung von Industriemaschinen	120
8.3	Motorschutzfragen	121
8.4	Steuerstromkreise	122
8.5	Lange Steuerleitungen	129
8.6	Dimensionierung des Steuertransformators	131
8.7	Auswahl der Schaltgeräte	133
8.7.1	Gerätebauform	133
8.7.2	Anwendungskriterien von Luftschützen	133
8.7.3	Schutzarten nach DIN 40050	137
8.8	Umwelteinflüsse	138



9	Projektierung und Handhabung der Steuerung	139
9.1	Hilfsmittel zur Erstellung der technischen Unterlagen	140
9.2	Herstellung und Prüfung	148
9.3	Montage und Inbetriebnahme	149
9.4	Wartung und Störungssuche	150



10	Fallstudie: Steuerung für einen Kübelaufzug
10.1.	Beschreibung der Steuerungsaufgabe	153
10.1.1	Funktion des Kübelaufzuges	153
10.1.2	Anwendung von Sicherheitsvorschriften	155
10.1.3	Ein- und Ausgangselemente der Steuerung	157
10.1.4	Funktionsdiagramme und Funktionspläne	157
10.1.5	Funktions- und Ablaufdiagramme nach DIN 3260	157
10.1.6	Funktionspläne nach DIN 40719, Teil 6	158
10.2	Erläuternde Schaltpläne und Diagramme	159
10.2.1	Übersichtsschaltpläne	161
10.2.2	Entwurfssystematik von Stromlaufplänen	161
10.2.3	Der verdrahtungsgerechte Stromlaufplan	163
10.2.4	Schaltfolgediagramme	167
10.3	Festlegung der Betriebsmittel	168
10.3.1	Betriebsmittel im Hauptstromkreis	168
10.3.2	Schutzgeräte im Motorstromkreis	169
10.3.3	Betriebsmittel im Steuerstromkreis	170
10.3.4	Steuertransformator	171
10.3.5	Schutzmaßnahmen im Steuerstromkreis	173
10.3.6	Lange Steuerleitungen	173
10.3.7	Gerätestückliste	173
10.3.8	Anordnungspläne nach DIN 40719, Teil 10	174
10.4	Verbindungs- und Verdrahtungstechnik	177
10.4.2	Verdrahtungs- und Verbindungslisten	179
10.4.3	Bauschaltpläne	180
10.4.4	Verdrahtungs- und Anschlußtechnik	181
10.4.5	Prüfung der fertig verdrahteten Steuerung	182
10.5	Montage, Inbetriebnahme und Wartung	182
10.5.1	Montage der Steuerung	182
10.5.2	Leitungsplan und Kabelverzeichnis	184
10.5.3	Inbetriebnahme der Steuerung	185
10.5.4	Störungssuche	185
10.5.5	Wartung	187



Verwendete Formelzeichen und Einheiten		189



Literaturverzeichnis		191



Stichwortverzeichnis		195