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Ein starkes Team präsentiert!Das Process Control System von Festo
Didactic...
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Themenüberblick
• Kurzvorstellung von Adiro
• Marktüberblick zur Prozessindustrie
• Process Control System als Teil des Festo-Lernsystems
• Lernprojekt Betrieblicher Auftragam Beispiel einer Füllstandsregelstrecke
• Adiro Competence Center für Ihre Wünsche
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Kompetenz schafft VertrauenAdiro steht für die Gestaltung optimaler Lernumgebungen und industrieller Applikationen im gesamten Spektrum der Automatisierungstechnik.
Unser Team stellt Mitarbeiter für Planung, Engineering, Produktion und Services.
Seit März 2003 „Competence Center Process Automation“ für Festo Didactic.
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Was bietet Adiro als „Competence Center ProcessAutomation“ von Festo Didactic?
• Technischen Service
• Technisch-didaktische Dokumentationen
und Softwarelösungen
• Kundenberatung für das deutscheVertriebsnetz
• Workshops und Seminare
• Produktion
• Produktentwicklung
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Prozessindustrie Ausgangssituation
Die Prozesstechnik, ein Technikbereich der sehr verschiedenartige Prozesse und Verfahren umfasst. Dazu gehören z.B. die einfachen Grundprinzipien eines Wasserbehandlungsprozesses ebenso wie die Herstellung von Nahrungsmitteln und hochkomplexe biotechnische Prozesse.Kein anderer Technologiebereich ist in seinen Spezifikationen so ausgeprägt. Oft sieht es so aus, als seien unzählige verschiedene Komponenten und Systeme für die Lösung des gleichen Problems eingesetzt.
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Farben undLacke
Farben undLacke
Pharmazie,Kosmetik,
Biotechnologie
Pharmazie,Kosmetik,
Biotechnologie
Dünger,Landwirtsch.
Chemie
Dünger,Landwirtsch.
Chemie
PetrochemiePetrochemie
Papier und
PampePapier und
Pampe
Textilien und künstliche
Fasern
Textilien und künstliche
Fasern
Gummi, Kautschuk,Kunststoff
Gummi, Kautschuk,Kunststoff
Glas, BaustoffeGlas,
BaustoffeAndere Prozess-technologien
Andere Prozess-technologien
Energie-erzeugung Energie-
erzeugung
Thermische Prozesse
Thermische Prozesse
GießereienGießereien
Nahrungsmittel
(Puder & Paste)Nahrungsmittel
(Puder & Paste)
BrauereienBrauereien
Molkereien und
MilchprodukteMolkereien und
Milchprodukte
Andere GetränkeAndere Getränke
Prozessindustrie - Welt der Branchenvielfalt Wasser
Ver-/Ent-sorgung
Wasser
Ver-/Ent-sorgung
Wasser-aufbereitung
Wasser-aufbereitung
RecyclingRecycling
GebäudetechnikGebäudetechnik
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Verschiedenste Segmente und Kunden
Kommunales Marktsegment (Ab-) WasserbehandlungWasserversorgungEnergieerzeugung
Industrielles MarktsegmentPapierindustrie Chemie/ Petrochemie Pharmazie Nahrungsmittel und Getränke Automobilindustrie
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Verschiedenste Medien und Massenströme
• Nahrungsmittel wie: Schokolade, Milch, Joghurt, Bier, Alkohol …• Abwasser, Wasser, Dampf…• Papier, Pampe…• Chemikalien und pharmazeutische Medien • Erdgas, Benzin, Öl…• Schüttgüter: Mais, Reis, Zucker, Kunststoffgranulate etc.
Große Unterschiede in den Meßgrößen Füllstand, Durchfluß, Temperatur, Druck, Dichte, Feuchtigkeit usw.Große Anzahl an verschiedenen Konstruktionen, Materialien, Schnittstellen, Vorschriften, etc.
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Hinwendung von Festo zur Prozessindustrie
Spezielles Branchenmanagement vonFesto seit 01/2000
• Ziel: mehr Verständnis hinsichtlich Markt- und Kundenstruktur, Sprache und Anforderungen an die Produkte, da völlig verschieden zur bekannten Fertigungs-/Montageindustrie
• Angepasste Produkte für die Prozessindustrie, z.B. Produkte für Ex-Bereiche, spezielle Antriebe für Armaturen mit genormten Schnittstellen u.s.w.
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Das Lernsystem Automatisierungstechnik mit dem Process Control System
Bei aller Komplexität und Kompliziertheit der Prozesstechnik - am Anfang stehen die steuerungs- und regelungstechnischen Grundbegriffe.
Hier setzt das „Process Control System" an, ein Teil des Lernsystems „Automatisierungstechnik“ von Festo Didactic.
www.festo.com/didactic/de/ProcessAutomation
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Zielgruppen – Auszubildende und Fachkräfte• neu geordnete Berufe Elektroniker/-in, insbesondere die
Fachrichtung Automatisierungstechnik, bisher Prozessleitelektroniker/-in
• weitere Elektroberufe, z. B. Mechatroniker/-in, Mikrotechnologe/-in
• Berufe der Verfahrenstechnik, wie Verfahrensmechaniker/-in
für Kunststoff- und Kautschuktechnik, Glastechnik, Beschichtungstechnik
• Berufe der Nahrungsmittelproduktion, wie Fachkräfte für
Lebensmitteltechnik, Süßwarentechnik, Fruchtsafttechnik
• Chemieberufe, wie Chemielaborant/-in, Chemikant/-in, Pharmakant/-in
• Umwelttechnische Berufe, wie Fachkraft für Wasserversorgung, Abwassertechnik,
Rohr- Kanal- und Industrieservice
• Berufe der Biotechnik, wie Biologielaboranten, Biotechniker
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Wesentliche Lernziele
• Pneumatische Prozessantriebe montieren, verschlauchen, verrohren, verdrahten und in Betrieb nehmen
• Begrifflichkeiten der Prozesstechnik lernen, wie z.B. absperren, öffnen, schließen, regeln….
• Fließbilder und Dokumentationen lesen und erstellen
• Prozesse mittels PC bedienen und beobachten
• Feldbustechnik, z. B. PROFIBUS, kennen lernen und parametrieren
• Lernen und arbeiten anGesamtprozessen
• Prozesstechnische Anlagen aufbauen,
verrohren,verdrahten und in Betrieb
nehmen, überprüfen, warten undinstandhalten
• Elektrische und prozesstechnischeGrößen wie Temperatur,
Durchfluss,Druck, Füllstand messen, steuernund regeln
• Regelstrecken analysieren, Reglerparametrieren und optimieren
• SPS-Programme entwicklen,anpassen, parametrieren
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„Alles im Fluss...“ – Das Process Control System zum Lernen an kontinuierlichen Prozessen
• Füllstandsregelung
• Druckregelung
• Temperaturregelung
• Durchflussregelung
• Verbindungsstation
Praxisnahes Training macht die Abläufe transparent. Die Zusammenhänge
der industriellen Realität können auf überschaubarem Raum erlebtwerden.
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Die Stationen einzeln nutzen:
Jede Station hat ihren eigenen Regler. Ausbildung im Team von zwei oder drei Lernern ist damit möglich.
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Die Komponenten einer Stationkennen lernen
Wasser-Behälter
Proportional-ventil
Pumpe
Durchfluss-sensor
ReglerWagen
Profilplatte
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Elektrische Schnittstellen zur Ansteuerung nach Wunsch!
SPS-Ansteuerung, z.B. Siemens S7
Inbetriebnahme/Test mitder Festo Simulationsbox
PC-Ansteuerung mit Festo EasyPort, analog
Industrieregler Bürkert,= Standardregler,optional Siemens o.a.
2. Laborbuchsen, 4mm:- ext. Sollwertvorgabe W- Istwert X- Stellgröße Y
Anschluss externer Steuer/Regelgeräte über: 1. integriertes Analog-Terminal
oder
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Kompaktanlage mit Füllstands-, Durchfluss-,Druck- und Temperaturregelstrecken
• Offene elektrische Schnittstellen zurAnsteuerung mit SPS oder Geräten Ihrer Wahl
• Regelungstechnik: 4 Regelstrecken einzeln oder kaskadiert betreiben
• Steuerungstechnik: binäre Signale ermöglichen den Einsatz der Anlage schon beginnend mit der SPS-Grundlagenvermittlung
• Pneumatik im Zusammenhang mit Fließprozessen sehen und erleben
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Wechselnde und vielseitige Lernsituationen schaffen Kompetenz
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01 Lernprojekt Betrieblicher Auftrag
Das Projekt zeigt auf wie Sie Prozessautomation am Beispiel einer „Füllstandsstrecke“ betriebsnah
vermitteln können.
Auszug aus Lernprojekt Füllstandsstrecke
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Lernen in Projekten hat viele Effekte
Technische Lerninhalte
Arbeitsorganisation
Qualitätssicherung
Soziales Verhalten
>> Learning by Doing erzeugt eine hohe Lernmotivation!
Auszug aus Lernprojekt Füllstandsstrecke
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Arbeitsorganisation und Qualitätssicherung
Sauberkeit und Ordnung am ArbeitsplatzSystematisches VorgehenArbeitseinteilungZeitplanung soll (Ausbilder kann z.B. eine Streßsituationenreinbringen), Zeiterfassung - Soll/ist-Vergleich mit Ableitung der Auswirkungen auf die WirtschaftlichkeitStücklistenerstellung / Kalkulation (im Handwerk schon immer selbstverständlich...)
Prüfprotokolle ausfüllen – Verantwortung übernehmen!KVP Verbesserungsvorschläge ableiten
Auszug aus Lernprojekt Füllstandsstrecke
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Lernprojekt „Füllstandsstrecke“ – Prozesstechnik zum AnfassenVerlangt der Einstieg in die Regelungstechnik wirklich umfangreiche mathematische Kenntnisse?
Wir sagen nein!
Praxisgerechte Qualifizierung heißt bei uns:Zuerst „Lernen durch Handeln“ und die wirkungsmäßigen Zusammenhänge in einem Regelkreis erfassen.Darauf aufbauend werden später die notwendigen Erkenntnisse über Formeln und Rechenverfahren gewonnen. Auszug aus Lernprojekt Füllstandsstrecke
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Füllstände aus dem täglichen Leben
• Motorenölstand
• Fahrzeug betanken
• Maßkrug auf dem Oktoberfest
• Toilettenspülung
• Badewanne
Auszug aus Lernprojekt Füllstandsstrecke
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FüllstandsregelstreckeDie Füllstandsregelstrecke besteht im Versuchsstand aus zwei über Rohrleitungen und Pumpe verbundene Behälter, die sich in verschiedenen Höhen befinden .
Das Wasser wird über die Pumpe durch Rohrleitungen von unten in den oberen Behälter gefördert und kann von dort mittels Schwerkraft über Rohrleitungen wieder in den unteren Behälter frei zurückströmen.
Die Automatisierungsaufgabe besteht darin, den Wasserstand im oberen Behälter zu regeln.
Quelle: Process Control System Arbeitsbuch, Festo Didactic
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Übersicht Projektierung prozesstechn. AnlagenLastenheft/Pflichtenheft
Prozessbeschreibung, Randbedingungen wie z.B. UmweltschutzBeginn der Terminplanung und –überwachungEntwicklung der Fließbilder
GrundfließbildVerfahrensfließbildRohrleitungs- und Instrumentenfließbild (RI-Fließbild)
Erstellung der FunktionspläneAuslegung der prozesstechnischen Anlage
UmweltschutzbedingungenSpezifikationen aller AusrüstungenEMSR – Stellenplan-grob
EMSR – DetailplanungVerdrahtungs- und KlemmenpläneMontagepläne
AufstellungsplanungBeschaffungMontage, Inbetriebnahme und Abnahme der Anlage
Auszug aus Lernprojekt Füllstandsstrecke
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Stückliste zur Station - Grundaufbau 2#2
Projekt Direktverdrahtung der Pumpe
E / A -Terminal13403518
I/O-SIM, Simulationsbox digital/analog152686319
Netzanschlusskabel für I/O-SIM digital/analog in Pos.19 enthalten
116709220
SysLink-Kabel, zur Verbindung von EduTrainer mit EasyPort116710621
Verdrahtungskanal400 mm30205617
Hutschiene TS 35, Höhe 7,5 mm220 mm30152516
Kugelhahn117071614
Pumpe117071215
Projekt Mechanischer Aufbau der Füllstandsstrecke
Nutenstein/Hammermutter M5316.3
Unterlegscheiben DIN 9021 A 5.3316.2
Zylinderschrauben M5 x 10316.1
BenennungMengeBest. – Nr.Pos. Auszug aus Lernprojekt Füllstandsstrecke
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Beschriftung der BauteileBeschriften Sie die Bauteile gemäß Schaltplan bzw. RI-Fließbild
X 3Analogterminal24
X 1Motorregler23
X 2E / A -Terminal18
P 1Pumpe15
V 3Kugelhahn14
V 2Handventil, Ablauf13
V 1Handventil, Zulauf13
B 2Oberer Behälter2
B 1Unterer Behälter2
Betriebsmittel-kennzeichnung(BMK)
BauteilbezeichnungPos.
Auszug aus Lernprojekt Füllstandsstrecke
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Montage der Profilständer,2 Stück
Die Zahlenhinweise entsprechen der Positionsnummer der Stückliste.
3
66
4
300
303
303
6
Auszug aus Lernprojekt Füllstandsstrecke
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Behälter montieren
Der obere Behälter wird mittig zum Profilsystem ausgerichtet.
Der untere Behälter wird bündig mit der Profilplatte ausgerichtet.Auszug aus Lernprojekt Füllstandsstrecke
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Station 2#4 aufbauen und verrohren
75 mmc100 mmb55 mmaRohrlängePos.
a
b c
Auszug aus Lernprojekt Füllstandsstrecke
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Erkenntnisbehälter aufgefüllt ?
Nach Montagevorlagen arbeitenEin flexibles Anlagensystem kennen lernenKomponenten der Prozesstechnik kennen lernen
Auszug aus Lernprojekt Füllstandsstrecke
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06 El. Verdrahtung der Pumpe mit Motorregler
Auszug aus Lernprojekt Füllstandsstrecke
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Welche elektrischen Signale gibt es?
Welche Einheitssignale nutzen weltweit die Hersteller von Automatisierungssystemen
binäre Signale• 0V / 24V• TTL-Pegel 0V / 5V
analoge Signale• 4...20 mA• 0...20 mA• 0...5 mA• 0...5 V Auszug aus Lernprojekt Füllstandsstrecke
•-5V...+5V• 0...10 V• -10 V...+10 V
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Inbetriebnahme der Station 4#5
0 – 10 V
~0 – 24 V
Zur Regelung der Motordrehzahl mit der SIM-Box analog muss der Wahlschalter auf Stellung UA1 gestellt werden. Danach kann mit dem Drehpotentiometer 1 ein analoger Spannungswert zwischen 0-10 V vorgegeben werden. Dieser Wert wird vom Motorregler (Leistungsteil) in eine Spannung zwischen 0-24 V gewandelt und damit die Motordrehzahl variiert.
Wahlschalter
4323
424121 22
44 4524 25
13
33
11 12
3231
14 15
34 35
Motor - Regler Variocompact14 15
Motorpumpe
Drehpotentiometer 1
Auszug aus Lernprojekt Füllstandsstrecke
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Erkenntnisbehälter aufgefüllt ?
Elektrischer Anschluss von Komponenten der ProzesstechnikInbetriebnahme einer prozesstechnischen AnlageFunktionstest einer prozesstechnischen AnlageArbeiten mit Checkliste bzw. PrüfprotokollElektrische Antriebstechnik mit MotorreglernUmgang mit flüssigen ProzessmedienAnalogtechnik/AnalogwertverarbeitungArbeitsweise eines Reglers
Auszug aus Lernprojekt Füllstandsstrecke
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Adiro - Competence Center - für Ihre Wünsche!
Erfüllung von Sonderwünschen:
• Dosieren
• Kühlen
• Rühren / Mischen
• Destillieren
• Filtern
• usw.
Wir beraten Sie:
• Prozessorientiert
• Lernzielorientiert
• Methodenorientiert
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Station Dosieren verbindetdas Process Control Systemmit MPS von Festo !
• PC-Ansteuerung über Easy Port / PLCSIMund Original Siemens Step7
• Füllstandsensor mit 2 Ausgängen,analog und digital, Teach in
• Dosierventil
• Transportband mit Lichtschranken und Modul Vereinzeler
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Prototyp Station Kühlen
• Wasser-Luftkühler mit Temperatursensorik
• Zwei automatisch umschaltbare Kühlkreisläufe
• Verschieden pneumatische Antriebsprinzipien
• Koppelung mit Standard-Prozesstechnik-Stationen von Festo Didactic möglich
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Prototyp Station Kühlen - Seitenansichten
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Prototyp Station Kühlen – Pneumatische Schwenkantriebe mit Kugelhahnarmaturen
• Pneumatischer SchwenkantriebTyp DAPS-Doppelschwinge-Joch-Antrieb (Scotch Yoke)mit 5/2-Wegemagnetventilund Endtasteranbau
• Pneumatischer SchwenkantriebTyp DRD Zahnstange-Ritzel-Antrieb(Rack & Pinion)mit 5/3-Wege-Magnetventil und analoger Stellungsabfrage mittels Drehpotentiometer
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Vernetztes Process Control System
Die Vernetzung der Anlage ist in Profibus ausgeführt.
WINCC von Siemens und Intouch von Wonderware sind die Software-Standardlösungen.
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Lernen im Prozess -IT-Technik mit praktischem Hintergrund
Das System eignet sich hervorragend zur Prozessvisualisierung und damitauch für Remote Control per Internet.
Daneben können umfassende PC-Kenntnisse vermittelt und angewendet werden.
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Danke für IhreAufmerksamkeit !
Klaus Kronberger
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73734 EsslingenTel.++49(0)711/91 99 04-0
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