Elektrische MaschinenSimulation · 5 ÜbungenBasic – Advanced

Rührwerk – Frequenzumrichter an der SPS

Ein Rührwerk mischt Pulver in einen Ansatz: SPS-Programm für rechts, links, langsam und schnell am Frequenzumrichter – erweitert um Motorschutz, Schnellstopp, Automatik und Reversieren.

Übung 1 von 5Basic

Handbetrieb

Das Rührwerk wird am Pult von Hand bedient. Die SPS -KE1 schaltet über ihre Relaisausgänge die Steuerklemmen des Frequenzumrichters -T1.

-S2 startet rechts, -S3 startet links – immer langsam mit 15 Hz zum Einrühren.
-S4 schaltet auf schnell (50 Hz, Mischen), -S5 zurück auf langsam. Schnell geht nur, wenn das Rührwerk läuft.
-S1 (Öffner) schaltet alles aus. Rechts und links sind gegeneinander verriegelt – umgeschaltet wird nur über -S1.
-P1 leuchtet bei Rechtslauf, -P2 bei Linkslauf, -P3 bei schnell.

Am Umrichter startet DIN1 rechts, DIN2 links, DIN3 wählt 50 Hz; ohne DIN3 läuft er mit der Mindestfrequenz 15 Hz. Hochlauf 3 s, Rücklauf 5 s (jeweils 0 bis 50 Hz).

Schreib das SPS-Programm und stell den Umrichter ein.

Zum Ausprobieren

Drück während des Rechtslaufs -S3. Was passiert – und warum ist das bei einem Rührwerk mit Getriebe sinnvoll?

Tipp

Für rechts, links und schnell je ein Speicher mit Setzen und Rücksetzen. Überleg, welcher Eingang gewinnen muss, wenn beide gleichzeitig anstehen.

Übung 2 von 5Advanced

Motorschutz

Bei zähem Produkt wird der Motor bei 15 Hz heiß – der Lüfter auf der Welle dreht zu langsam. Ein Kaltleiter in der Wicklung meldet über das Auswertegerät -F2 an die SPS (Kontakt geschlossen = Motor kalt).

Löst -F2 aus, bleibt das Rührwerk stehen und -P4 (Störung) leuchtet.
Die Störung bleibt gespeichert, auch wenn der Motor wieder abkühlt.
Quittiert wird mit -S1 – aber erst, wenn -F2 zurückgeschaltet hat.
Solange die Störung gespeichert ist, startet das Rührwerk nicht.

Erweitere das Programm aus Übung 1.

Zum Ausprobieren

Schalt „Zähes Produkt“ ein und lass das Rührwerk langsam laufen. Zieh danach die Fühlerleitung – warum meldet die Anlage dasselbe wie bei Übertemperatur?

Tipp

Die Störung bekommt einen eigenen Speicher. Sein Ausgang wirkt auf das Rücksetzen der Laufspeicher.

Übung 3 von 5Advanced

Schnellstopp

Ein Taster -S7 (Öffner) soll das Rührwerk sofort anhalten – schneller als über die normale Rücklauframpe von 5 s.

Die SPS gibt dazu ein Signal an einen vierten Eingang des Umrichters (DIN4), der als Schnellhalt eingestellt ist. Schnellhalt-Rampe: 1 s.
Solange -S7 gedrückt ist, startet nichts.
Nach dem Loslassen läuft das Rührwerk erst mit einem neuen Befehl wieder an.

Zum Ausprobieren

Drück -S7 bei schnellem Lauf und vergleich die Zeit bis zum Stillstand mit einem Halt über -S1.

Tipp

Der Schnellhalt am Umrichter ist low-aktiv – sein Eingang muss im Normalbetrieb ständig 24 V führen.

Übung 4 von 5Advanced

Automatik

Mit -S6 startet ein Mischprogramm – aber nur aus der Grundstellung (Rührwerk steht, keine Störung):

rechts langsam, 10 s
rechts schnell, 10 s
rechts langsam, 5 s
kein Ein-Befehl, 2 s (Rührwerk läuft aus)
links langsam, 5 s
links schnell, 10 s
Auslauf, 5 s – dann Ende

Während der Automatik wirken die Hand-Taster nicht. -S1, -S7 oder eine Störung brechen ab.

Zum Ausprobieren

Start die Automatik und drück -S2. Passiert etwas? Und was macht -S1?

Tipp

Eine Schrittkette: je Schritt ein Speicher, eine Zeit als Weiterschaltbedingung. Die Ausgänge entstehen aus Handbetrieb ODER passenden Schritten.

Übung 5 von 5Advanced

Reversieren

Der Umrichter wird anders eingestellt: DIN1 ist nur noch „Ein“, DIN2 kehrt die Drehrichtung um.

Pass die Ausgänge im Programm so an, dass Hand- und Automatikbetrieb genauso funktionieren wie vorher.

In der Automatik ändert sich Schritt 4: Das Rührwerk steht nicht mehr, der Umrichter bremst über die Rampe auf 0 Hz und fährt gleich links hoch.

Zum Ausprobieren

Schau in Schritt 4 auf die Frequenzanzeige. Wie lange dauert es vom Rechtslauf mit 15 Hz bis zum Linkslauf mit 15 Hz?

Tipp

Für Linkslauf braucht der Umrichter jetzt zwei Signale gleichzeitig.

Simulation

Eigenes Fenster

Mehr zur Anlage

Worum es geht

In einem Chemiebetrieb wird in einem 500-l-Ansatzbehälter Pulver in eine Flüssigkeit eingerührt. Der Rührwerksmotor -MA1 mit Getriebe hängt am Frequenzumrichter -T1, der seine Befehle über die Relaisausgänge der SPS -KE1 bekommt. Bedient wird am Pult mit den Tastern -S1 bis -S7, angezeigt mit den Leuchtmeldern -P1 bis -P4. Laut Betriebsanweisung werden 25 kg Pulver langsam eingestreut, 1 min nachgerührt, je 5 min rechts und links schnell gemischt und 1 min langsam ausgerührt.

Bedienen

Taster am Pult anklicken und halten – es sind Tipptaster. -S1 und -S7 sind Öffner.
Pulversack antippen: streut 5 kg ein (fünf Säcke).
Rechts siehst du den Schaltschrank mit SPS, Umrichteranzeige und Steuerklemmen. SPS anzeigen zeigt stattdessen die Ein- und Ausgänge der SPS als Liste.
Die Tafel Ansatz zeigt den Ablauf laut Betriebsanweisung im Zeitraffer (30-fach).
Unten: Vorführen, Grundstellung (auch für einen neuen Ansatz), SPS anzeigen; ab Übung 2 die Schalter Zähes Produkt und Fühlerleitung.

Gut zu wissen

Pulver nur langsam einstreuen: Bei Stillstand bleibt es oben liegen und klumpt, bei schnellem Lauf staubt es. Wer zu früh schnell mischt, bringt das Produkt zum Schäumen.
Die Rücklauframpe ist länger als die Hochlauframpe: Beim Bremsen speist das Rührwerk Energie in den Zwischenkreis, und der Umrichter hat keinen Bremswiderstand.
Aus und Schnellstopp sind Öffner – ein Drahtbruch hält die Anlage an, statt einen Halt zu verhindern.
Ein Motorschutzschalter misst den Strom, nicht die Temperatur. Läuft der Motor lange langsam, kühlt sein Lüfter schlecht – das merkt nur ein Fühler in der Wicklung.

Passt dazu

Simulation · 6 ÜbungenFrequenzumrichter am Bedienfeld einstellenEinen Frequenzumrichter am nachgebauten Bedienfeld Schritt für Schritt in Betrieb nehmen – von der Werkseinstellung bis zum Motor, der mit Schaltern an den Klemmen läuft.

Fehler gefunden?Falsche Abbildung, Tippfehler, unklare Lösung? Direkt von hier aus melden – jede Meldung wird gelesen.