Tabellenbuch elektrotechnik

7/22/2019 Tabellenbuch elektrotechnik

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Tabellenbuch Elektrotechnik

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fr elektrotechnische, elektronische,

mechatronische und informations-

technische Berufe

VERLAG EUROPA-LEHRMITTEL Nourney, Vollmer GmbH & Co. KGDsselberger Strae 23 42781 Haan-Gruiten

Europa-Nr.: 30103

Bearbeitet von Lehrern und Ingenieuren an beruflichen Schulenund Produktionssttten (siehe Rckseite)

24. neu bearbeitete und erweiterte Auflage

Tabellen Formeln Normenanwendung


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Das vorliegende Buch wurde auf der Grundlage der aktuellen Rechtschreibregeln und

lernfeldorientiert erstellt. Wenn die Rechtschreibregeln mehrere Formen zulassen, wurde

die von der Duden-Redaktion empfohlene Form angewendet.

Autoren des Tabellenbuchs Elektrotechnik:

Hberle, Gregor Dr.-Ing., Abteilungsleiter Tettnang

Hberle, Heinz Dipl.-Gewerbelehrer, VDE Kressbronn

Jckel, Hans-Walter Dipl.-Ing. (FH), Oberstudienrat Friedrichshafen

Krall, Rudolf Ing. (grad.), Berufsschuloberlehrer St. Leonhard

Schiemann, Bernd Dipl.-Ing., Studiendirektor Ulm, Stuttgart

Schmitt, Siegfried staatl. gepr. Techniker, Techn. Oberlehrer Friedrichshafen

Tkotz, Klaus Dipl.-Ing. (FH) Kronach

Leitung des Arbeitskreises:

Dr.-Ing. Hberle, Tettnang

Bildbearbeitung:

Zeichenbro des Verlags Europa-Lehrmittel, Ostfildern

Auszge aus DIN-Normen mit VDE-Klassifikation sind fr die angemeldete limitierte Aufla-

ge wiedergegeben mit Genehmigung 42.011 des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V.

und des VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V. Fr weitere

Wiedergaben oder Auflagen ist eine gesonderte Genehmigung erforderlich.

Magebend fr das Anwenden der Normen sind deren Fassungen mit dem neuesten Aus-

gabedatum, die bei der VDE-VERLAG GmbH, Bismarckstr. 33, 10625 Berlin und der Beuth

Verlag GmbH, Burggrafenstr. 6, 10787 Berlin erhltlich sind.

24. Auflage 2011

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Alle Drucke derselben Auflage sind parallel einsetzbar, da sie bis auf die Behebung von Druckfehlern unter-einander unverndert sind.

ISBN 978-3-8085-3220-1

Umschlaggestaltung: braunwerbeagentur, 42477 Radevormwaldunter Verwendung eines Fotos der Bilddatenbankwww.fotolia.de : erdquadrat-fotolia.com

Alle Rechte vorbehalten. Das Werk ist urheberrechtlich geschtzt. Jede Verwertung auerhalb der gesetzlichgeregelten Flle muss vom Verlag schriftlich genehmigt werden.

2011 by Verlag Europa-Lehrmittel, Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG, 42781 Haan-Gruitenhttp://www.europa-lehrmittel.de

Satz: Tutte Druckerei GmbH, 94121 Salzweg b. PassauDruck: B.o.s.s Druck und Medien GmbH, 47574 Goch


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MATHEMATIK, PHYSIK, SCHALTUNGS-THEORIE, BAUELEMENTE 11 66 G

TECHNISCHE DOKUMENTATION,MESSEN 67118TM

ELEKTRISCHEINSTALLATION119 192 EI

SICHERHEIT, ENERGIEVERSORGUNG193 268 SE

INFORMATIONS- UND KOMMUNIKA-TIONSTECHNISCHE SYSTEME

269 318IK

AUTOMATISIERUNGS- UNDANTRIEBS-SYSTEME, STEUERN UNDREGELN

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WERKSTOFFE, VERBINDUNGSTECHNIK403 434 W

BETRIEB UND SEIN UMFELD,UMWELTTECHNIK, ANHANG

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Vorwort zur 24. Auflage

Die Weiterentwicklungen der Technik und der Lernorganisationen fhrte zu einer berarbeitung undErweiterung des Buches und macht es damit zu einem Kompendium. Neue und aktualisierte Inhalte sindnachstehendkursiv(schrg) gedruckt.

Formelzeichen, Gren und Einheiten, mathematische Zeichen, Potenzen, Vorstze,Kraft, Kraftmoment, Bewegungslehre, Arbeit, Leistung, Wrme, Ladung, Spannung,Stromstrke, Widerstand, elektrisches und magnetisches Feld, Wechselgren.

Schaltungen von R, L, C, Drehstrom, Oberschwingungen, Widerstnde und Kon-densatoren, Dioden, Transistoren, Thyristoren, magnetfeldabhngige und fotoelekt-ronische Bauelemente.

Technisches Zeichnen, Maeintragung, Schaltplne, Schaltzeichen, Vergleich vonSchaltzeichen, Erstellen einer Dokumentation, Aufbau einer Betriebsanleitung.Messgerte und Messwerke, Messkategorien, Messen in elektrischen Anlagen,Elektrizittszhler, Oszilloskop, Messen mit Sensoren.

Arbeiten in elektrischen Anlagen, Leitungsverlegung, Leitungsfhrung, Installa-tionsschaltungen, Sprechanlagen, Dimmertypen, Elektroinstallation mit Niedervolt-Halogenlampen, feldarme Elektroinstallation, Gebudeleittechnik und Gebude-systemtechnik, Hausanschluss, Hausinstallationen, Leitungsberechnung, Lichttech-nik, Beleuchtungstechnik, LED-Leuchtmittel, Leuchtrhrenanlage.

Erste Hilfe, Arbeitsschutz, Arbeitssicherheit,Unfallverhtung, Differenzstromger-te, Basisschutz, Fehlerschutz, zustzlicher Schutz, Leiter fr die Schutzmanahmen,Kraftwerksarten, Isolierstoffklassen, Transformatoren, Freileitungsnetze, Erdkabel,PV-Anlage, Brennstoffzellen, Elektrochemie,Primrelemente,Akkumulatoren, SSV-Anlagen, elektromagnetische Vertrglichkeit EMV, Blitzschutz, Qualitt der Strom-versorgung, Kompensation, Sicherheitstechnik, Raumheizung, Heizwrmever-brauch,Energie-Effizienz, Hausgertetechnik, Stromtarife.

Zahlensysteme, Codes, Schaltalgebra, Flipflops, DA-Umsetzer, AD-Umsetzer,Modulation und Demodulation, Personal-Computer PC, Netze der Informations-technik, Komponenten fr Datennetze, Ethernet, Funk-LAN, AS-i-Bussysteme, Inter-bus, PROFIBUS, Identifizierungssysteme, Anschluss an das Telefonnetz, Internet,

Antennenanlagen,SAT-Anlagen, Multimediaverkabelung.

Hilfsstromkreise von Steuerungen, Stromrichter, Schaltnetzteile, Kippschaltungen,Steuerrelais, Speicherprogrammierbare Steuerungen SPS, Programmiersprachenfr SPS, Steuerungstechnik, Ablaufsteuerung GRAFCET, Schtze, Motorschutz,elektrische Ausrstung von Maschinen, Regelungstechnik, Drehstrommotoren,Wechselstrommotoren, Gleichstrommotoren, Effizienz von Antrieben, Servomoto-ren,Kleinstmotoren, Linearantriebe, Piezo-Antriebe.

Periodensystem, Stoffwerte, Stahlnormung, Magnetwerkstoffe, Isolierstoffe, Lei-tungen, Erdkabel, Steckverbinder, ltfreie Anschlusstechnik, Gewinde, Schraubenund Muttern.

Organisationsformen, Arbeiten im Team, Arbeitsplanung, Kosten und Kennzahlen,Qualifikationen der Elektrofachkraft, Durchfhrung von Projekten, Umgang mit Kon-flikten, Kommunikation mit Kunden, Umwelttechnische Begriffe, gefhrliche Stoffe,Elektroschrott, Normen, Kurzformen, fachliches Englisch, Sachwortverzeichnis,Firmen und Dienststellen.

Normnderungen wurden bernommen, z.B. bei den Begriffen nach DIN VDE 0100-200. Allgemein ist zubeachten, dass vielfach die Normen verschiedene Formen zulassen, z.B. in DIN EN 61082 (Dokumente derElektrotechnik, Regeln) Stromverzweigung mit oder ohne Punkt. Davon wurde, wie in der beruflichenPraxis, auch im Buch Gebrauch gemacht.

Verlag und Autoren danken fr die zahlreichen Benutzerhinweise, die zu einer weiteren Verbesserung desBuches fhrten. Gerne nehmen wir auch knftig konstruktive Verbesserungsvorschlge dankbar entge-

gen. Diese knnen auch mit E-Mail an [email protected] gerichtet sein.

Sommer 2011 Der Autoren-Arbeitskreis

Teil M:Mathematik,Physik,

Schaltungstheorie,Bauelemente

Teil TMTechnischeDokumentation,Messen

Teil EIElektrischeInstallation

Teil SESicherheit,Energieversorgung

Teil IKInformations- undkommunikations-technische

Systeme

Teil ASAutomatisierungs-und Antriebs-systeme, Steuernund Regeln

Teil WWerkstoffe,Verbindungstechnik

Teil BUBetrieb,Umfeld,Umwelttechnik,Anhang


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Inhaltsverzeichnis Contents

Lernfelderauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Teil G:

Mathematik, Physik, Schaltungstheorie,

Bauelemente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Formelzeichen dieses Buches . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Indizes und Zeichen fr Formelzeichen diesesBuches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Internationale Formelzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . 14Gren und Einheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Mathematische Zeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17Potenzen, Vorstze, Logarithmen,Dreisatzrechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Winkel, Winkelfunktionen, Prozentrechnen . . . . . 19Beziehungen zwischen den Winkelfunktionen . . . 20Lngen und Flchen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Krper und Masse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Masse, Kraft, Druck, Kraftmoment . . . . . . . . . . . . 23Bewegungslehre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Mechanische Arbeit, mechanische Leistung,

Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25bersetzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Rollen, Keile, Winden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Wrme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28Ladung, Spannung, Stromstrke, Widerstand . . . 29Elektrische Leistung, elektrische Arbeit . . . . . . . . 30Elektrisches Feld, Kondensator . . . . . . . . . . . . . . . 31Wechselgren, Wellenlnge . . . . . . . . . . . . . . . . 32Leistung bei Sinuswechselstrom, Impuls . . . . . . . 33Magnetisches Feld, Spule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34Elektrische Feldstrken und magnetischeFeldstrken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Strom im Magnetfeld, Induktion . . . . . . . . . . . . . . 36Schaltung von Widerstnden . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Bezugspfeile, Kirchhoffsche Regeln,Spannungsteiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38Potenziometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39Ersatzspannungsquelle, Ersatzstromquelle,Anpassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Grundschaltungen von Induktivitten undKapazitten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41Schalten von Kondensatoren und Spulen . . . . . . 42Reihenschaltung vonR,L,C . . . . . . . . . . . . . . . . . 43Parallelschaltung vonR,L,C . . . . . . . . . . . . . . . . . 44Ersatz-Reihenschaltung und Ersatz-Parallelschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45Einfache Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46Dreiphasenwechselstrom (Drehstrom) . . . . . . . . . 47

Unsymmetrische Last, Netzwerkumwandlung,Brckenschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48Oberschwingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49Widerstnde und Kondensatoren . . . . . . . . . . . . . 50Farbkennzeichnung von Widerstnden undKondensatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Bauarten von Widerstnden und Kondensatoren 52Anwendungsgruppen und Aufbau vonKondensatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53Halbleiterwiderstnde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Gleichrichterbegriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55Dioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56Feldeffekttransistoren, IGBT . . . . . . . . . . . . . . . . . 57Bipolare Transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58Thyristor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59Thyristorarten und Triggerdiode . . . . . . . . . . . . . . 60Gehuseformen von Dioden, Transistorenund ICs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

Magnetfeldabhngige Bauelemente . . . . . . . . . . . 62Fotoelektronische Bauelemente . . . . . . . . . . . . . . 63Schutzbeschaltung von Dioden und Transistoren 64Bauelemente fr den berspannungsschutz . . . . 65Khlung von Halbleiter-Bauelementen . . . . . . . . . 66

Teil TM:

Technische Dokumentation, Messen . . . . . . . . . . 67

Grafische Darstellung von Kennlinien . . . . . . . . . 68Allgemeines Technisches Zeichnen . . . . . . . . . . . 69Zeichnerische Darstellung von Krpern . . . . . . . . 70Mapfeile, besondere Darstellungen . . . . . . . . . . 71Maeintragung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72Maeintragung, Schraffur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73Schaltplne als funktionsbezogene Dokumente . 74Weitere funktionsbezogene Dokumente . . . . . . . . 75Ortsbezogene und verbindungsbezogeneDokumente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76Kennzeichnung in Schaltplnen . . . . . . . . . . . . . . 77Kennbuchstaben der Objekte (Betriebsmittel) . . . 78Unterklassen fr Aufgaben von Objekten . . . . . . . 79

Kontaktkennzeichnung in Stromlaufplnen . . . . . 80Schaltzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81Allgemeine Schaltzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82Zusatzschaltzeichen, Schalter in Energieanlagen 83Messinstrumente und Messgerte . . . . . . . . . . . . 84Halbleiterbauelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85Binre Elemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86Analoge Informationsverarbeitung, Zhler undTarifschaltgerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88Elektroakustische Umsetzer undAntennenanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89Schaltzeichen fr Installationsschaltplne undInstallationsplne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90Installationsschaltplne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

Schaltzeichen fr bersichtsschaltplne . . . . . . . 93Spulen, Transformatoren, Transduktor,drehende Generatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94Einphasenwechselstrommotoren und Anlasser . 95Drehstrommotoren und Anlasser . . . . . . . . . . . . . 96Motoren mit Stromrichterspeisung . . . . . . . . . . . . 97Vergleich von Schaltzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . 98Hydraulische und pneumatische Elemente . . . . . 100Symbole der Verfahrenstechnik . . . . . . . . . . . . . . 101Erstellen einer Dokumentation ber Gerteund Anlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102Aufbau und Inhalt einer Betriebsanleitung . . . . . . 103Elektrische Messgerte und Messwerke . . . . . . . . 104Piktogramme fr die Messtechnik . . . . . . . . . . . . . 105

Mess-Schaltungen zur Widerstandsbestimmung 106Messbereichserweiterung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107Messung in elektrischen Anlagen . . . . . . . . . . . . . 108Niederspannungs-Schaltungen frLeistungsmessgerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110Elektrizittszhler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111Elektronische kWh-Zhler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112Oszilloskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113Messen mit dem Oszilloskop . . . . . . . . . . . . . . . . . 114Wegmessung und Winkelmessung mit Sensoren 115Kraftmessung und Druckmessung mit Sensoren 116Bewegungsmessung mit Sensoren . . . . . . . . . . . 117Temperaturmessung mit Sensoren . . . . . . . . . . . . 118

Teil EI:Elektrische Installation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

Arbeiten in elektrischen Anlagen . . . . . . . . . . . . . 120Werkstattausrstung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121


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Leitungsverlegung, Leitungsbearbeitung . . . . . . . 122Ausschaltung, Serienschaltung . . . . . . . . . . . . . . . 123Wechselschaltung, Kreuzschaltung . . . . . . . . . . . . 124Treppenlichtzeitschalter, Hausklingelanlage mitTrffner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125Schaltungen mit Stromstoschaltern . . . . . . . . . . 126Jalousieschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

Sprechanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129Zweidraht-Trsprechanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . 130Lampenschaltungen mit Dimmern . . . . . . . . . . . . 131Tastdimmer, Dimmertypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132Automatikschalter mit Wrmesensor . . . . . . . . . . 133Automatikschalter mit Ultraschall-Bewegungs-sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134Elektroinstallation mit Niedervolt-Halogenlampen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135Feldarme Elektroinstallation . . . . . . . . . . . . . . . . . 136Gebudeleittechnik und Gebudesystemtechnik . 137Linien und Bereiche des KNX . . . . . . . . . . . . . . . . 138Schaltzeichen des KNX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139Systemkomponenten zum KNX . . . . . . . . . . . . . . 140

Spezielle Aktoren und Systemgerte zum KNX . . 141Sensoren fr den KNX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142Aktoren fr den KNX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143Installationsbus mit FSK-Steuerung . . . . . . . . . . . 144Projektierung und Inbetriebnahme beim KNX . . . 145LON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146LON-Komponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147Elektroinstallation mit Funksteuerung . . . . . . . . . 148LCN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150Hausanschluss mit Schutzpotenzialausgleich . . . 151Hauptleitungen in Wohnanlagen . . . . . . . . . . . . . . 152Zhlerplatzinstallation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153Elektrische Mindestausstattung inWohngebuden, Zhlerpltze . . . . . . . . . . . . . . . . 154

Leitungsfhrung in Wohngebuden . . . . . . . . . . . 155Leitungsberechnung ohne Verzweigung . . . . . . . 156Leitungsberechnung mit Verzweigung . . . . . . . . . 158berlastschutz und Kurzschlussschutz vonLeitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159Verlegearten fr feste Verlegung . . . . . . . . . . . . . . 160Strombelastbarkeit fr Kabel und Leitungenbei U= 25 C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161Strombelastbarkeit fr Kabel und Leitungenbei U= 30 C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162Strombelastbarkeit von flexiblen oderwrmefesten Leitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163Umrechnungsfaktoren fr dieStrombelastbarkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

Mindest-Leiterquerschnitte, Strombelastbarkeitvon Starkstromkabeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165berstrom-Schutzeinrichtungen(Niederspannungssicherungen) . . . . . . . . . . . . . . 166berstrom-Schutzeinrichtungen . . . . . . . . . . . . . . 167Rume mit Badewanne oder Dusche . . . . . . . . . . 168Rume und Anlagen besonderer Art,Arbeiten unter Spannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169Saunaanlagen und Schwimmbecken . . . . . . . . . . 170Elektroinstallation in feuergefhrdetenBetriebssttten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171Elektroinstallation in landwirtschaftlichenBetrieben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172Elektroinstallation in medizinisch genutztenBereichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173Elektroinstallation in Unterrichtsrumen mitExperimentiereinrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 175Elektroinstallation in explosionsgefhrdetenBereichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176

Energieversorgung von Werksttten undMaschinenhallen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177Lichttechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178Planung der Arbeitsstttenbeleuchtung vonInnenrumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179Wartungsfaktoren von Arbeitssttten-beleuchtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180Berechnung von Beleuchtungsanlagen . . . . . . . . 181Beleuchtung und Blendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182Glhlampen, Metalldampflampen . . . . . . . . . . . . 183Energiesparlampen, Farbwiedergabe . . . . . . . . . . 184Induktionslampen und Lichtleiter . . . . . . . . . . . . . 185Leuchtstofflampen fr 230 V . . . . . . . . . . . . . . . . . 186Elektronische Vorschaltgerte EVG frLeuchtstofflampen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187Schaltungen von Entladungslampen . . . . . . . . . . 188LED-Beleuchtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189LED-Leuchtmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190Lichttechnische Daten von Leuchten . . . . . . . . . . 191Leuchtrhrenanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192

Teil SE:

Sicherheit, Energieversorgung . . . . . . . . . . . . . . . 191

Erste Hilfe am Arbeitsplatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194Persnliche Schutzausrstung PSA . . . . . . . . . . . 195Zeichen zur Unfallverhtung . . . . . . . . . . . . . . . . . 196Zeichen und Farben der Unfallverhtung . . . . . . . 197Arbeitsschutz, Arbeitssicherheit . . . . . . . . . . . . . . 198Berhrungsarten, Stromgefhrdung, Fehlerarten 199Schutzmanahmen, Schutzklassen . . . . . . . . . . . . 200Verteilungssysteme (Netzformen) . . . . . . . . . . . . . 201Schutz gegen elektrischen Schlag . . . . . . . . . . . . . 202Differenzstromgerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203Fehlerschutz durch automatische Abschaltung derStromversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204

Weitere Schutzmanahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . 205Weiterer Fehlerschutz in fachlich berwachtenAnlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206Leiter fr die Schutzmanahmen . . . . . . . . . . . . . 207Prfung der Schutzmanahmen . . . . . . . . . . . . . . 208Wiederkehrende Prfungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209Instandsetzung, nderung und Prfungelektrischer Gerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210Transformatoren und Drosselspulen,Prfung der Isolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212Berechnung von Transformatoren . . . . . . . . . . . . 213Kleintransformatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214Kraftwerksarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215Drehende Generatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216

Isolierstoffklassen, Leistungsschilder vonTransformatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217Transformatoren fr Drehstrom . . . . . . . . . . . . . . 218Transformatoren in Parallelbetrieb . . . . . . . . . . . . 219Netze der Energietechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220Freileitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221Freileitungsnetze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222Durchhang von Freileitungen . . . . . . . . . . . . . . . . 223Verlegung von Erdkabeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224Eigenerzeugungsanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225Vergtung erneuerbarer Energiennach dem EEG, Windkraftanlagen . . . . . . . . . . . . . 226Fotovoltaik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227Fotovoltaik-Anlage, PV-Anlage . . . . . . . . . . . . . . . 228Kurzzeichen an elektrischen Betriebsmitteln . . . . 229Brennstoffzellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230Schutzarten elektrischer Betriebsmittel . . . . . . . . 231Elektrochemie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232


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Primrelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233Akkumulatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234Ladetechniken fr Akkumulatoren . . . . . . . . . . . . 235Notstromversorgung und Notbeleuchtung . . . . . 236Sicherheits-Stromversorgungsanlagen(SSV-Anlagen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237USV-Systeme (Unterbrechungslose

Stromversorgungssysteme) . . . . . . . . . . . . . . . . . 238Elektromagnetische Vertrglichkeit EMV . . . . . . . 239Elektromagnetische Strungen EMI . . . . . . . . . . . 240Manahmen gegen EMI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241Innerer Blitzschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242uerer Blitzschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243Fangeinrichtungen und Ableitungen . . . . . . . . . . 245Qualitt der Stromversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . 246Kompensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247Kompensation der Blindleistung . . . . . . . . . . . . . . 248berwachung der Endstromkreise . . . . . . . . . . . . 250Melde- und berwachungsanlagen . . . . . . . . . . . 251Sicherheitstechnik in Gebuden . . . . . . . . . . . . . . 252Einbruchmeldeanlagen EMA . . . . . . . . . . . . . . . . . 253

Videoberwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254Temperaturen fr Wrmebedarf . . . . . . . . . . . . . . 255Wrmebedarf und Wrmeleitung von Gebuden 256Heizwrmeverbrauch und Energiekennzahleines Einfamilienhauses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257Raumheizung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258Fuboden- und Deckenheizung . . . . . . . . . . . . . . . 259Klimatisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260Kochstellen fr Elektroherde . . . . . . . . . . . . . . . . . 261Energie-Effizienz-Klassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262Energie-Einsparpotenziale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263CE-Kennzeichnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264Warmwassergerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265Hausgerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266Wrmepumpen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267Stromtarife . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268

Teil IK:

Informations- und kommunikationstechnische

Systeme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269

Dualzahlen und Binrcodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270Sedezimalzahlen und Oktalzahlen . . . . . . . . . . . . . 271ASCII-Code im Unicode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272Binre Verknpfungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273Schaltalgebra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274Entwicklung von Schaltnetzen . . . . . . . . . . . . . . . . 275Code-Umsetzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276

Flipflops (bistabile Kippschaltungen) . . . . . . . . . . 277Digitale Zhler und Schieberegister . . . . . . . . . . . 278DA-Umsetzer und AD-Umsetzer . . . . . . . . . . . . . . 279Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280Mikrocomputer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281Personalcomputer PC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282Bildschirmgerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283Schnittstellen und Steckverbinder des PC . . . . . . 284Schnittstellenkopplungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285Betriebssysteme Windows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286Elemente von Windows-Benutzeroberflchen . . . 287Netze der Informationstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . 288Komponenten fr Datennetze . . . . . . . . . . . . . . . . 289Kommumnikation bei Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . 291

Errichten eines Ethernet-Netzwerkes . . . . . . . . . . 292Industrial Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293Signalbertragung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294Datenbertragung mittels Funk . . . . . . . . . . . . . . . 295

Funk-LAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296Identifizierungssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297AS-i-Bussystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298Interbus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299PROFIBUS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300Fernwirksysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301Messumformer und Signalumsetzer fr

Fernwirksysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302Programmierbarer Messumformer frFernwirksysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303Anschluss an das Telefonnetz . . . . . . . . . . . . . . . . 304Telekommunikation mit ISDN . . . . . . . . . . . . . . . . 305Einrichten von ISDN-Anlagen . . . . . . . . . . . . . . . . 306Internet-Zugang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307Suchen im Internet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308Sichern und Schtzen von Daten . . . . . . . . . . . . . 309Antennen, Betriebsmittel fr Antennanlagen . . . . 310Satellitenempfang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311SAT-Anlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312Satellitenantennenanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313Digitales Fernsehen ber terrestrische

Antenne, DVB-T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314Gemeinschaftsantennenanlagen . . . . . . . . . . . . . . 315Errichtung von Antennenanlagen . . . . . . . . . . . . . 316Breitband-Kommunikatiosanlagen(BK-Anlagen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317Multimediaverkabelung im Heimbereich . . . . . . . 318

Teil AS:

Automatisierungs- und Antriebssysteme,

Steuern und Regeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319

Verstrker-Grundschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . 320Grundlagen des Operationsverstrkers . . . . . . . . 321Schaltungen mit Operationsverstrkern . . . . . . . . 322Aufgaben von Stromrichtern . . . . . . . . . . . . . . . . . 324

Benennung von Stromrichterschaltungen . . . . . . 325Schaltungen fr Gleichrichter und Stromrichter . 326Wechselwegschaltung, Steuerkennlinie . . . . . . . . 327Betriebsquadranten bei Antrieben,Linearmotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328Halbgesteuerte Stromrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . 329Vollgesteuerte Stromrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330Wechselrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331Gleichstromsteller, U-Umrichter-Prinzip . . . . . . . . 332U-Umrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333Ansteuerschaltungen fr Halbleiter . . . . . . . . . . . 334Glttung und Spannungsstabilisierung . . . . . . . . 335Grundlagen der Schaltnetzteile . . . . . . . . . . . . . . . 336Schaltnetzteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337

Schalttransistor, Kippschaltungen . . . . . . . . . . . . . 338Halbleiterrelais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339Kleinsteuerung easy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340Kleinsteuerung LOGO! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341Struktogramme und Programmablaufplne . . . . 342Speicherprogrammierbare Steuerungen SPS . . . 343Signalkopplungen fr SPS und Mikrocomputer . 344Steueranweisungen fr SPS . . . . . . . . . . . . . . . . . 345Programmbeispiele fr SPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347Zhler und Zeitglieder in SPS . . . . . . . . . . . . . . . . 348Programmiersprachen Strukturierter Text ST,Ablaufsprache AS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349Programmstruktur fr SPS S7 . . . . . . . . . . . . . . . . 350Ablaufsteuerung mit GRAFCET . . . . . . . . . . . . . . . 351Alphanumerische Kennzeichnung derAnschlsse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353Steuerungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354Elektronische Steuerung von Verbrauchsmitteln . 355


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Grenzwerte der Anschlussleistung imffentlichen Netz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356Hilfsstromkreise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen . . . . 358Architekturen von Steuerungen . . . . . . . . . . . . . . 359Elektrische Niederspannungsausrstung vonMaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360

Schtze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361Spezielle Schtzarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362Kennzeichnung und Antriebe der Schtze . . . . . . 363Gebrauchskategorien und Prfbedingungenvon Schtzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364Schtzschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365Motorschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367Vollelektronischer Motorschutz . . . . . . . . . . . . . . . 368Steuerung durch Motorschalter . . . . . . . . . . . . . . 369Optoelektronische Nherungsschalter(Lichtschranken) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370Nherungsschalter (Sensoren) . . . . . . . . . . . . . . . 371Ultraschall-Sensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372Regelungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373

Unstetige Regelglieder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374Digitale stetige Regelglieder . . . . . . . . . . . . . . . . . 375Analoge stetige Regelglieder . . . . . . . . . . . . . . . . . 376Digitale Regelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377Einstellung von Regelkreisen . . . . . . . . . . . . . . . . . 378Betriebsarten und Grenzbertemperaturen . . . . . 380Effizienzklassen von elektrischen Antrieben . . . . . 381Betriebsdaten von Kfiglufermotoren . . . . . . . . . 382Oberflchengekhlte Kfiglufermotoren(Normmotoren) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383Bauformen von drehenden elektrischenMaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384Berechnungsformeln fr drehende elektrischeMaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385

Leistungsschilder von drehenden elektrischenMaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386Drehstrommotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387Polumschaltbare Motoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388Fehlerbeseitigung bei Drehstrom-Asynchronmotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389Einphasen-Wechselstrommotoren . . . . . . . . . . . . 390Gleichstrommotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391Servomotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392Ansteuerung von Servomotoren . . . . . . . . . . . . . . 393Schrittmotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394Kleinstmotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395Daten von Kleinstantrieben, Getriebe frKleinstmotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396

Lineare Antriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397Piezo-Aktoren und Piezo-Antriebe . . . . . . . . . . . . . 398Prfung elektrischer Maschinen . . . . . . . . . . . . . . 399Antriebstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400Wahl des Antriebsmotors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401Anlassen von Kurzschlusslufermotoren . . . . . . . 402

Teil W:

Werkstoffe, Verbindungstechnik. . . . . . . . . . . . . . 403

Periodensystem, chemische Bindung . . . . . . . . . . 404Stoffwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405Stahlnormung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406Leitende Werkstoffe der Elektrotechnik(Nichteisenmetalle) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407

Magnetisierungskennlinien . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408Magnetwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409Lote, Thermobimetalle, Kohlebrsten . . . . . . . . . 410Kontaktwerkstoffe, Freileitungen . . . . . . . . . . . . . . 411

Isolierstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412Kunststoffe als Isolierstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414Weitere Isolierstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415Hilfsstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416Leitungen und Kabel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417Isolierte Starkstromleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . 418Starkstromleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419

Weitere Leitungen fr feste Verlegung . . . . . . . . . 420Leitungen zum Anschluss ortsvernderlicherBetriebsmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421Leitungen und Kabel fr Melde- undSignalanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422Leitungen in Datennetzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423Leitungen fr Kleinspannungsbeleuchtung . . . . . 424Code zur Farbkennzeichnung, Starkstromkabel . . 425Kabel fr die Energieverteilung . . . . . . . . . . . . . . . 426Steckvorrichtungen der Energietechnik . . . . . . . . 427Steckverbinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428Steckverbinder RJ45 und RJ11 . . . . . . . . . . . . . . . 429Ltfreie Anschlusstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430Installationsrohre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431

Bezeichnungsbeispiele fr Schrauben undMuttern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432Metrische ISO-Gewine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433Toleranzen und Passungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434

Teil BU:

Betrieb und sein Umfeld, Umwelttechnik,

Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435

Organisationsformen der Unternehmen . . . . . . . 436Organisation der Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437Arbeitsplanung, Netzplantechnik . . . . . . . . . . . . . 438Arbeiten im Team . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439Umgang mit Konflikten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440Prozesse analysieren und gestalten . . . . . . . . . . . 441Vorbereitung einer Prsentation . . . . . . . . . . . . . . 442Prsentation eines Projektes . . . . . . . . . . . . . . . . . 443Diagramme fr Prsentationen . . . . . . . . . . . . . . . 444Durchfhrung von Projekten . . . . . . . . . . . . . . . . . 445Systematisches Marketing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446Kommunikation mit Kunden . . . . . . . . . . . . . . . . . 447Durchfhrung von Kundenschulungen . . . . . . . . . 448Bestandteile eines Tarifvertrages . . . . . . . . . . . . . 449Qualifikationen fr elektrotechnische Arbeiten . . 450Rechtsgeschfte des Betriebes . . . . . . . . . . . . . . . 451Kosten und Kennzahlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452Kalkulation der Kosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453Erstellen eines Angebotes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454

Lastenheft, Pflichtenheft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455Computeruntersttzte Planung einerElektroinstallation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456Reale Ausfhrung von Installationsschaltungen . 457Zertifizierung, Auditierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458Gefhrliche Stoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459Risiko-Stze (H-Stze) fr Gefahrstoffe . . . . . . . . . 460Sicherheitsratschlge (P-Stze) fr Gefahrstoffe . 461Umgang mit Elekroschrott . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462Normen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463Wichtige Teile des VDE-Vorschriftenwerkes . . . . . 466Teile von DIN VDE 0100 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 467Glossar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469Kurzformen von Fachbegriffen . . . . . . . . . . . . . . . 475

Fachliches Englisch (Englisch-Deutsch) . . . . . . . . 481Sachwortverzeichnis (mit fachlichem Englisch) . . 488Bildquellenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 509Untersttzende Firmen und Dienststellen . . . . . . 510


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9

M

B

C

E

A

K

W

BU

B

C

E

A

K

W

BU

Lernfelderauswahl und BuchabschnitteSelection of Fields of Learning and relevant Sections in this Book

Lernfeldinhalt

Elektrotechnische Systeme analysieren undFunktionen prfen

Elektrische Installationen planen und aus-fhren

Steuerungen analysieren und ausfhren

Informationstechnische Systeme bereitstellen

Elektroenergieversorgung und Sicherheit vonBetriebsmitteln gewhrleisten

Anlagen analysieren und deren Sicherheitprfen

Steuerungen fr Anlagen programmieren undrealisieren

Antriebssysteme auswhlen und integrieren

Steuerungssysteme und Kommunikations-systeme integrieren

Automatisierungssysteme in Betrieb nehmenund bergeben

Automatisierungssysteme in Stand halten undoptimieren

Automatisierungssysteme planen,

Automatisierungssysteme realisieren

Analysieren von Funktionszusammenhngenin mechatronischen Systemen

Installieren elektrischer Betriebsmittel unterBeachtung sicherheitstechnischer Aspekte

Untersuchen der Energie- und Informations-flsse in elektrischen Baugruppen

Kommunizieren mithilfe von Datenverarbei-tungssystemen

Design und Erstellen mechatronischer Teilsys-teme

Hauptabschnitte im Tabellenbuch Elektrotechnik,zustzliche Inhalte weiterer Hauptabschnitte

Teil M: Schaltungstheorie, BauelementeTeil TM: Technische Dokumentation, Messen

Teil EI: Elektrische InstallationTeil TM: Technische Dokumentation

Teil AS: Steuern und RegelnTeil M: Schaltungstheorie, BauelementeTeil TM: Technische Dokumentation

Teil IK: Informations- und kommunikations-technische Systeme

Teil TM: Technische Dokumentation

Teil SE: Sicherheit, EnergieversorgungTeil TM: Technische Dokumentation, MessenTeil W: Werkstoffe, Verbindungstechnik

Teil BU: Betrieb und sein UmfeldTeil SE: Sicherheit, EnergieversorgungTeil AS: Automatisierungs- und Antriebssysteme

Teil AS: Steuern und RegelnTeil IK: Informations- und kommunikations-

technische Systeme

Teil AS: Automatisierungs- und Antriebssyste-me, Steuern und Regeln

Teil TM: Technische DokumentationTeil SE: Sicherheit, Energieversorgung

Teil AS: Steuern und RegelnTeil IK: Informations- und kommunikationstech-

nische SystemeTeil TM: Technische Dokumentation, Messen

Teil AS: Automatisierungs- und AntriebssystemeTeil BU: Betrieb und sein UmfeldTeil TM: Technische Dokumentation, Messen

Teil AS: Automatisierungs- und AntriebssystemeTeil EI: Elektrische InstallationTeil SE: Sicherheit, EnergieversorgungTeil BU: UmwelttechnikTeil TM: Technische Dokumentation, Messen

Teil AS: Automatisierungssysteme

Teil EI: Elektrische InstallationTeil SE: Sicherheit, EnergieversorgungTeil BU: UmwelttechnikTeil W: Werkstoffe, Verbindungstechnik

Teil TM: Technische DokumentationTeil W: Werkstoffe, Verbindungstechnik

Teil SE: Sicherheit, EnergieversorgungTeil EI: Elektrische Installation

Teil AS: AutomatisierungssystemeTeil W: Werkstoffe, Verbindungstechnik

Teil IK: Informations- und kommunikations-technische Systeme

Teil TM: Technische Dokumentation, MessenTeil AS: Automatisierungs- und Antriebssysteme

Lern-feld

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

1

3

4

5

8

Lernfeldbersicht fr industrielle und handwerkliche Elektroberufe (Beispiel)

Lernfeldbersicht fr elektrische Teile der Lernfelder Mechatronik


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10

M

B

C

E

A

K

W

U

B

C

E

A

K

W

U

Literaturverzeichnis List of Literature

Automatisierungstechnik

Betrieb von elektrischen Anlagen

Digitale bertragungstechnik

Drehzahlvariable Drehstromantriebemit Asynchronmotoren

Elektrische Niederspannungsanla-gen von Gebuden

Elektrische Anlagen inWohngebuden

Fachwissen Betriebs- undAntriebstechnik

Elektrische Energieversorgung

Elektrische Messgerte undMessverfahren

EMV nach VDE 0100

Fachkunde Elektrotechnik

Fachkunde Industrieelektronik undInformationstechnik

Handbuch Elektromagnetische Ver-trglichkeit

Handbuch Elektrotechnik

IT-Handbuch

Leistungselektronik

Moderne Leistungselektronik undAntriebe

Netzrckwirkungen

Optische bertragungstechnik

Professionelle Stromversorgung

Praxis Elektrotechnik

Schutz durch DIN VDE 0100

Sensoren, Messaufnehmer

Tabellenbuch industrielleComputertechnik

Tabellenbuch Informations- undSystemtechnik

Tabellenbuch Mechatronik

Taschenbuch Elektrotechnik

Transformatoren

Verlag Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten

VDE-Verlag, Berlin

B. G. Teubner, Stuttgart

VDE-Verlag GmbH, Berlin

VDE-Verlag, Berlin

Beuth-Verlag, Berlin


Friedrich Vieweg & Sohn,Braunschweig/Wiesbaden

Springer-Verlag, Berlin

VDE-Verlag, Berlin

Verlag Europa-Lehrmittel


VDE-Verlag GmbH, Berlin

Friedrich Vieweg & Sohn,Braunschweig, Wiesbaden

Westermann-Schulbuchverlag,Braunschweig

Carl Hanser Verlag, Mnchen

VDE-Verlag, Berlin

VDE-Verlag, Berlin und VWEW-Energieverlag, Frankfurt a.M.

Hthig Buch Verlag, Heidelberg

Franzis-Verlag GmbH, Mnchen

Verlag Europa-Lehrmittel, Haan

Verlag Europa-Lehrmittel, Haan

expertverlag, Renningen




Carl Hanser Verlag, Mnchen

VDE-Verlag, Berlin und VWEW-Energieverlag, Frankfurt a.M.

Baumann u.a.

DIN VDE 0105

Gerdsen

Budig

DIN VDE 0100

DIN 18015

Fritsche u.a.

Heuck u.a.

Jahn u.a.

Rudolph u.a.

Bastian u.a.

Grimm u.a.

Habiger u.a.

Bge u.a.

Hbscher u.a.

Bystron

Hofer

Hrmann u.a.

Wrobel u.a.

Freyer

Bastian u.a.

Fritsche u.a.

Bonfig u.a.

Grimm u.a.

Burgmaier u.a.

G. Hberle u.a.

Philipow u.a.

Janus u.a.


11/39

32

G

B

C

E

A

K

W

U

t

Ausbreitung

E

u=

u

u=

0

u=

-u

u=

0

u=

u

G_

Wechselgren

Wellenlnge

f= 1

T

Innenpolmaschine miteinem Polpaar

Sinusspannung mitNullphasenwinkel

Phasenverschiebung

f= p n w= 2p f

Effektivwert bei Sinusform

U= u:022

I= i:022

Effektivwert allgemein

Augenblickswert

u=:u sin (wt+j0)

u= :u sin (360 f t+ j0)

ab Zeitpunkt Nulldurchgang(j0= 0):

u;:= 2 u: i;:= 2 i: u=:u sin (360 f t)

[f] = = Hz

[w] = ; [n] = 1

s

1

s

1

s

1Tti

u1eiltu2um den Phasenverschiebungs-winkeljvoraus.

j= 2p ; j = Dt

[j] = rad; [j] =

360

T

j360

l= c

fl= c0

f

l= c Tl= c0 T

c0 = 299 792,458

fi300000

= 0,3 109 m

s

km

s

kms

im Vakuum: allgemein:

c Ausbreitungsgeschwindigkeit

c0 Lichtgeschwindigkeitim Vakuum oder in Luft

E elektrische Feldstrke

f Frequenz

FC Scheitelfaktor, Crestfaktor

i Augenblickswert des Stromes

i: Scheitelwert des StromesI Effektivwert der Stromstrke

i;: Spitze-Tal-Wert des Stromes Leiterlngen Drehfelddrehzahl

p Polpaarzahl der Maschine

t Zeitti Impulszeit

T Periodendauer

u Augenblickswert der Spannung

u: Scheitelwert der SpannungU Effektivwert der Spannung

u;: Spitze-Tal-Wert der Spannunga Winkel

j Phasenverschiebungswinkel

j0 Nullphasenwinkell Wellenlngew Kreisfrequenz,

Winkelgeschwindigkeit

U= u:FC I

= i:FC

Signal-form

Crest-faktor 022 = 023 =

1FC 1,41 1,73

S

N

T

ti

u, i

t

Periode

0

u, i

u

_ #t

t

Liniendiagramm

u1

u2

u2

u1

Zeiger-diagramm

3

54

21

10

9

87

131211

1514

16 17

Frequenz

Spitze-Tal-Werte

Wellenlnge

Scheitelwert der Spannung

:u= U F

C6

Wechselgren, Wellenlnge Alternating Quantities, Wavelength


12/39

33

G

B

C

E

A

K

W

BU

Blindleistung

Reihenschaltung von Wirk-widerstand und Blindwiderstand

Parallelschaltung von Wirkwider-stand und Blindwiderstand

S= U I

P= UwIw

P= U I cosj

Qist QCoderQL,Ubist UbCoderUbLundIbistIbCoderIbL.

Der Spannungserzeuger gibt eine Schein-leistung an eine beliebige Schaltung ab.

[S] = V A = VA

Im Wirkwiderstand tritt Wirkleistung auf.[P] = V A = W

Im Blindwiderstand tritt Blindleistung auf.

[Q] = V A = var

var = Volt-Ampere-reaktiv(reaktiv = rckwirkend)

Q= UbIbsinj= Q

S

cosj= PS

Q= U I sin j

S=1P2 +Q2

Fr Spannungsimpuls:

S= Du

Dt

Die Anstiegszeit und die Abfallzeit werden

zwischen dem 10-%-Wert und dem 90-%-Wert der Impulsgre gemessen.

Die Impulsdauer und die Pausendauermisst man zwischen den 50-%-Werten derImpulsgre. Fr Stromimpuls:

S= DiDt

T= ti+ tp

g=tiT

V= 1

g

f= 1

T

[S] = oder A

s

V

s

C Index fr kapazitiv

f Frequenz

g Tastgrad

I,i StromstrkeIb Blindstrom

IbC kapazitiver BlindstromIbL induktiver BlindstromIw WirkstromL Index fr induktiv

P Wirkleistung

Q Blindleistung

S Scheinleistung, Flankensteilheit

T Periodendauer

t Zeit

tf Abfallzeitti Impulsdauer

tp Pausendauer

tr Anstiegszeit

Ub Blindspannung

Uw Wirkspannung

V Tastverhltnis (nicht genormt)

D Zeichen fr Differenzj Phasenverschiebungswinkel

l LeistungsfaktorBei Sinusform:

cosj Leistungsfaktor, Wirkfaktorsinj Blindfaktor

Kenngren beim Impuls

Bei Nichtsinusform:

Bei Sinusform:

l= PS

Uw

UbC

U

R

C

Uw

UbL

U

R

L

P

P

S

SQL

QC

w

UR L

P

QL

bL

C

w

UR

bC

P

QC

S

S

Abfallzeittf

Anstiegszeit tr

100

Impulsgre/%

50

Impuls-dauerti

90

100

t

Rck-flanke

DachVorder-flanke

tpt

u, i

ti

T

1

2

3

5

7

9

10

4

6

8

12

14

11

13

15

Scheinleistung

PeriodendauerFrequenz

Tastverhltnis Tastgrad

Leistung bei Sinuswechselstrom, ImpulsPower of Alternating Sine-wave Current, Impulse


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34

G

B

C

E

A

K

W

U

Q=I N

H= I N

Rm=

q0qr AL=

1

Rm

G= QRm

B= G

A

B=q0 H

B=q0qr H

F= B2 A

2q0

L=N2 q0 qr A

L= N2 AL

W= L I21

2

w= W

V

w= B H1

2

w= B2

q0qr1

2

In Luft:

In Magnetwerkstoffen:

Magnetische Feldstrke

Magnetische Flussdichte,Induktion

Magnetisierungskennlinien

Induktivitt

[Q] = A

[H] =

[Rm] = =

[G] = Vs = Wb (Weber)

[B] = = T (Tesla)

[q0] = 1,257 = 1,257 H/m

q=q0qr

Die Permeabilittszahlqrgibt den Faktoran, um den die magnetische Leitfhigkeitdes Kernes grer ist als die der Luft.

qrsiehe Seite 410

Fr Luft:qr

= 1

[F] = = = N (Newton)

[L] = = H (Henry)

[W] = A2 = Ws = J (Joule)

[w] =J

m3

Vs

A

Vs

A

Ws

m

T2 m2 Am

Vs

Vs

Am

Vs

m2

1

H

A

Vs

A

m

A Polflche, Spulenquerschnitt

AL Spulenkonstante

B magnetische Flussdichte

F Kraft (bei Elektromagneten)H magnetische Feldstrke

I StromstrkeL Induktivitt

mittlere Feldlinienlnge,Lnge der Spule

N Windungszahl

Rm magnetischer WiderstandV Volumen

W Energie

w Energiedichte

l

A = 1 m2

B

H

Fe

Luft

nichtlinear

linear

A

l

1

2

43

5

7

8

9

10

11

13

15

6

12

14

Durchflutung

magn. Feldstrke

magn. Widerstandmagn. Leitwert

magn. Fluss

magn. Flussdichte

Induktivitt

Energiedichte

G magnetischer FlussL magnetischer Leitwert (Lambda)Q Durchflutung,

magnetische Spannungq Permeabilittq0 magnetische Feldkonstanteqr Permeabilittszahl

Magnetisches Feld, Spule Magnetic Field, Coil


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15/39

58

G

B

C

E

A

K

W

U

Prinzip, Gehuse Schaltzeichen,Typische Kennlinie

Anwendungen,Bezeichnung (Beispiele) Bezugspfeile Bemerkungen

NPN-Transistor

PNP-Transistor

Darlington-Transistor

Komplementr-Darlington-Transistor

Foto-Transistor

Doppelbasis-Transistor (UJT)

Verstrker-schaltungen,

Oszillatoren,

Leistungsstufen

in Netzteilen.

Typische Daten:

h21e= 100 bis 500

B= 50 bis 700

NPN-Transistoren:

IC= 10 mA...30 AUBE= 0,7 V

PNP-Transistoren:

IC= 10 mA bis30 A

UBE= 0,7 V

Leistungsverstr-ker frRelais-steuerungen.

Darlingtonstufenbestehen aus zweiTransistoren ineinem Gehuse.

Der Stromver-strkungsfaktorist sehr gro.

Typische Daten:

b= 200 bis 1 000B= 100 bis 30000

IC= 0,1 A bis 30 A

OptischeAbtastungvon Barcodes,

Optokoppler.

Fototransistorengibt es mit undohne Basis-anschluss.

Zum Znden vonThyristoren

Iv TalstromIp HckerstromUv Talspannung

Up Hcker-spannung

B Basis, B Gleichstromverhltnis, C Kollektor, E Emitter, Ev Beleuchtungsstrke, b Kurzschluss-Strom-verstrkungsfaktor,ICKollektorstrom, UJT Unijunction Transistor

E

P

N

C

N

B

E

N

P

C

P

B

P

N

N

B

E

P

N

C

N

P

N

N

B

E

N

P

C

P

C

P

EB

Licht

N N

P

E

B2

B1

C

B

E

CB E

C B E

B

E C

E C

B

E B2

B1

B

E

CC

B

E

UCEUBE

B

E

CC

B

E

UCEUBE

B

E

CC

B

E

UCEUBE

B

E

CC

B

E

UCEUBE

B

E

CC

UCEUBE

E

B1

B2

EUBB

UEB1

UCE

C UBEV

0,7

0,6

UCE

C0,7

0,6

UBE

V

UBE

V

UCE

C

0,7

0,6

UCE

C

0,7

0,6UBE

V

EV

lx

200lx

100lx

UCE

C

UEB1

E

Uv Up

v

p

Bipolare Transistoren Bipolar Transistors


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70

M

B

CE

A

K

W

U

Anordnung der Ansichten

Rechtwinklige Parallelprojektion

Projektionsmethode 1: Kennzeichen:

Anwendung in europischen Lndern. Anwendung in amerikanischen Lndern und in Datenbchern.

Projektionsmethode 3: Kennzeichen:

Anwendung fr Skizzen.

B: H: T= 1 : 1 : 0,5 B: H: T = 1 : 1 : 0,5 B: H: T= 1 : 1 : 1

Zeigt in der Vorderansicht Wesentliches. Zeigt drei Ansichten gleichrangig.

Dimetrische Projektion Isometrische Projektion

Axonometrische Projektionen

Normalprojektionen

Seitenansichtvon rechts (SR)

Seitenansichtvon links (SL)

Draufsicht (D)

Rckansicht (R)

Vorderansicht (V)

Untersicht (U)

U

SR V SL R

D

45}

B

H

T

42}

7}

B

H

T

30}

BH

T

30}

D

SL

V

U

SR

V

Zeichnerische Darstellung von Krpern Graphical Representation of Bodies


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71

TM

E

A

K

W

BU

Malinienbegrenzung Schreibrichtung

Darstellung

Fr jede Zeichnung ist nur eine Art anzuwenden. BeiPlatzmangel sind Kombinationen mglich.

Leserichtung vorzugsweise von unten und rechts.Zulssig auch in Leselage des Schriftfeldes, nichthori-zontale Malinien werden unterbrochen.

DarstellungMerkregeln Merkregeln

Schraffur: Dnne Volllinieunter 45 zur Achse oder zuden Hauptumrissen. Schnitt-flchen und Ausbrche desgleichen Teiles in einer oder

mehreren Ansichten werdenin gleicher Art und Richtungschraffiert.

Aneinanderstoende Werk-stcke erhalten entgegen-gesetzt gerichtete oder ver-schieden weite Schraffur.

Der Schraffurlinienabstandist umso grer, je grerdie Schnittflche ist.

Umlaufkanten, die durchden Schnitt sichtbar gewor-den sind, werden einge-zeichnet.

Trennfugen sind als Kantenzu zeichnen.

Vollkrper einfacher Formwerden in der Lngsrich-tung nicht geschnitten.Beispiele: Niete, Bolzen, Wel-len, Stifte, Rippen, Schrau-ben.

Ist der Schnittverlauf nichtohne weiteres ersichtlich, soist er durch dicke Strich-

punktlinien zu kennzeichnen.Die Blickrichtung auf denSchnitt deuten Pfeile an.Buchstaben verwendet mannur zur besseren bersicht.

Ausbrche werden durchdnne Freihandlinien be-grenzt.Bei der Darstellung halbAnsicht halb Schnitt

wird bei waagrechter Mit-tellinie (Beispiel d) derHalbschnitt unterhalb, beisenkrechter Mittellinierechts von ihr angeordnet.Durch dnne Freihandlini-en werden dargestellt:

der Bruch flacher Werk-stcke,

der Abbruch von Rund-krpern,

der Abbruch von hohlenRundkrpern, z.B. Rohre.

Spitzkrper sind in ab-gebrochener Darstellungzusammengeschoben zuzeichnen.

Der Bruch geschnittener,hohler Rundkrper wirddurch eine Freihandliniebegrenzt.

Gerundete bergnge undKanten knnen durch dn-ne Volllinien (Lichtkanten),die vor den Krperkantenenden, dargestellt werden,wenn das Bild dadurch an-schaulicher wird.Flach verlaufende Durch-dringungskurven drfenweggelassen werden.

a h

i

k

l

m

p

n

o

b

c

d

e

f

g

Mapfeile: Immer anwenden bei Radien,Kreisbgen, Durchmessern.

ausgefllt a 15 5 d

nicht ausgeflltoffen a = 15 bis 90 3 dbis 5 d

dLinienbreite

Verlaufen von links unten nachrechts oben, bezogen auf dieMalinie.

6 d

Drfen nur bei Platzmangel ver-wendet werden,

ausgefllt: 1,5 d

nicht ausgefllt: 2,5 d

Schrgstriche:

Punkte:

Schnitte Bruchlinien und besondere Darstellungen

l

l

l 4

5}

2020

20 20

20 2020

20 20

20 20

20

60}

60}60}

60}

30}

60}

16}13}

90}

90}

90}

90}

47}

71}

74}7

7}

62}

86}

8}

30}

29

26

20

49

28 1

9

45

27

35

32

45}b

c

a

d

f

A

D

Schnitt

A-Dg

C B

g

e

h

i

m

o

k

l

n

p

Mapfeile, besondere Darstellungen Dimension Arrows, Special Representations


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98

M

B

CE

A

K

W

U

Diode

PB

p >P

a) b)

PB

LS

PB

PB

a) b)

a) b)

a) b)

a) b)a) b)

M3 _MTR

G

SRb)a) SR

SOb)a) SO

a) b)

a) b)

a)

b)

a)

b)

a)

b) RES

USA, z.B.ANSI, NEMA Benennung

Europa, praxisb-lich, z.B. DIN EN

Europa, praxisb-lich, z.B. DIN EN

USA, z.B.ANSI, NEMA Benennung

Widerstand,Wirkwiderstand(RES von Resis-

tanz)

Schlieer

ffner

Wechsler

Schlieer mitVerzgerungbeim Schlieen

schlieenderTaster,druckbettigt

ffnenderTaster,druckbettigt

Endschalter(Schlieer)

Endschalter(ffner)

Schalter mitRaste,druckbettigt

Nherungs-

schalter(Schlieer)

Druckwchter,ffnend(p von pressure)

Taster mitSchlieer undffner

Schwimmer-schalter,

ffnend

Kondensator

Z-Diode

Stecker-verbindung

Schmelz-sicherung

gepolteSuppressor-diode

Leuchtmelder

Masse

elektromechani-scher Antrieb,z.B. fr Schtz

Antrieb mitAnzugsver-zgerung

Antrieb mitAbfallver-zgerung

Rechteck-generator

Drehstrommotor

(MTR Motor)

ANSI American National Standard Institute, NEMA National Electrical Manufacturer Association,DIN EN Deutsches Institut fr Normung Europa-Norm.* steht fr Kennbuchstabe, z.B. Farbe oder Gert. PB Pushbutton = Druckknopf, LS Limit switch = Grenzschalter

allgemeine Betriebsmittel Schaltglieder

Steuergerte

a)

b)

a)

b)

a) b) c)

a) b)

a) b)

LS

Vergleich von Schaltzeichen 1 Comparison of Circuit Symbols 1


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247

SE

A

K

W

BU

Erklrung BemerkungenSchaltungsprinzip

Schdliche Einflsse auf die Strom-versorgung, z.B. Blindleistung,periodische Spannungseinbrche,Flicker (periodische Schwankungender Spannung mit etwa 10 Hz),Spannungsnderungen durch Last-schwankung, Oberschwingungen(Harmonische) kann man durchSchaltungen kompensieren (aufhe-ben).

Bei der elektronisch gesteuertenKompensationwird der Spannungs-zustand der Lastspannung durcheine fortlaufende Messung im Reg-ler stndig geprft. Bei Bedarf wirdber einen verzgerungsarmen

elektronischen Schalter, z.B. mitThyristoren, die erforderliche Kon-densator-Kapazitt zugeschaltetoder abgeschaltet.

Bei der Blindleistungskompensa-tion wird die induktive Blindleis-tung von Motoren meist durchKondensatoren kompensiert.Durch Verdrosselungder Konden-satoren werden die Oberschwin-gungen nicht kompensiert, diesonst ohne Drosseln oft verstrktwerden. Auerdem werden dieTonfrequenz-Signale der Rund-steueranlagennicht geschwcht.

Die zum Zuschalten vorgesehenenKondensatoren sind stndig gela-den, sodass beim Zuschalten imrichtigen Zeitpunkt kein Stromstoauftritt (sanftes Schalten). Dieschwankende Blindleistung, z.B.

durch Lastschwankungen vonMotoren, wird innerhalb wenigerPerioden der Netzspannung kom-pensiert. Auch Flicker werden oftdadurch beseitigt.

Alle passiven Filter werden durchAlterung der Kondensatoren ver-stimmt, sodassberlastungenderKomponenten und auch uner-wnschteResonanzen fr die ver-schiedenen Harmonischen auftre-

ten knnen. Deshalb sind stndigeberwachungund bei BedarfWar-tungder Filter erforderlich.

Die Kompensation von Oberschwin-gungen (Harmonischen) erfolgtdurch elektrische Filter. Ein passivesFilterbesteht z.B. aus einer Schal-tung von Induktivitten und Kapa-zitten. Beim Bandsperrenfiltersorgt eine 150-Hz-Bandsperre frdie Sperre der 3. Harmonischen vonder Last und zur Last. Fr jede zusperrende Harmonische ist ein Filtererforderlich.

Das Saugkreisfilter ist ein passivesFilter. Bei ihm ist ein Saugkreis (Rei-henschaltung vonL und C) oder einBandpass auf die abzusaugendeHarmonische abgestimmt, z.B. auf150 Hz. Fr jede abzusaugende Har-

monische ist ein eigenes Filter erfor-derlich. Der Anschluss erfolgt an dieLeiter des Netzes und an Erde, z.B.an die Haupterdungsschiene.

L1

LastL2

L3

50 Hz 400 V

L1

Last

L2

L3

50 Hz 400 V

Regler

L

Last

N

50 Hz

230 V

150 Hz

_U2U1 250 Hz

_

L

Last

LC-Filter

N

50 Hz 230 V

150 Hz_ 300 Hz_

L1 L+

L- LastL2 PFC

L3

3AC

3AC

DC

DC

f

250 Hz

U2

U1

1

00

Verdrosselte Kompensation

Elektronisch gesteuerteKompensation

Bandsperrenfilter

Saugkreisfilter

Aktives Filter

bertragungskurve einerBandsperre von 250 Hz

Die Oberschwingungskompensa-tion kann fr jede Harmonischegetrennt eingestellt werden.Auerdem ermglicht dasselbeaktive Filter die Blindleistungskom-pensation, die Beseitigung vonFlickern und den Ausgleich von

Unsymmetrien der Spannungen.Aktive Filter sind die modernsteTechnik zur Kompensation vonschdlichen Einflssen.

Einaktives Filter ist ein System derLeistungselektronik. Es besteht imPrinzip aus einem gesteuertenGleichrichter, einer PFC-Steuerung(PFC von Power Factor Correction,Seite 238) und einem davon ge-steuerten Wechselrichter. Der Last-

strom wird stndig berwacht undan die Erfordernisse angepasst.

Kompensation Compensation


20/39

248

SE

A

K

W

UBedeutung weiterer Formelzeichen aus den Bildern erkennbar.

Reihenkompensation

Einzelkompensation bei 3 AC

S2 = Pcos j2

QL2 = S2 sin j2

QC = QL1 QL2

S1 = Pcos j1

QL1 = S1 sin j1

QC = P (tan j1 tan j2)

C = QCw UbC2

w = 2 f

C = IbC2w QC

UbC = U

C = C13

IbC =

123

IbC

UbC = U

123

CY = C13

IbCY =

IbC

Hinweis zur Reihenkompensation:

Eine Reihenkompensation auf cos j = 1ist wegen der Spannungsberhhungan den Bauteilen nicht mglich. Des-halb wird z.B. beider DuoschaltungvonLeuchtstofflampen der Kondensator sogewhlt, dass der kapazitive Zweig derSchaltung den kapazitiven Phasenver-schiebungswinkel jk besitzt. jk ist etwagleich gro wie der induktive Phasen-verschiebungswinkel ji im induktivenZweig, aber entgegengesetzt.jk ji.Dadurch geht j der gesamten Schal-

tung gegen Null.

sinj= sin (arccos j) tanj= tan (arccosj)Umrechnungen sinj cosj tanjsiehe auch Seite Beziehungenzwischen den Winkelfunktionen

Parallelkompensationbei Einphasenwechselspannung:

Reihenkompensationbei Einphasenwechselstrom:

Bei Kondensatoren in Y : Bei Kondensatoren in :

Die Berechnung vonQCundCerfolgt wie bei Einphasenwechselstrom.

C berechnete Kapazitt derKompensationskondensatoren

C Kapazitt eines der ingeschalteten Kondensatoren

CY Kapazitt eines der in Ygeschalteten Kondensatoren

f FrequenzIbC KondensatorstromIbC Leiterstrom zur Kondensator-

batterie in-SchaltungIbCY Leiterstrom zur Kondensator-

batterie in Y-Schaltung

L InduktivittP aufgenommene WirkleistungQC kapazitive BlindleistungQL induktive BlindleistungS ScheinleistungSi Scheinleistung

im induktiven Zweig

Sk Scheinleistungim kapazitiven Zweig

UbC Spannung an den Konden-satoren zur Kompensation

U Netzspannung (Leiterspan-nung) des Drehstromnetzes

j Phasenverschiebungswinkelji induktive Phasenverschiebungjk kapazitive Phasenverschiebung DreieckschaltungY Sternschaltung

Bedeutung der Indizes 1 und 2:

1 vor der Kompensation

2 nach der Kompensation

Parallelkompensation

P

S1vor

derKompensation

1

2 S

2nach derKompensation

QL1

QL2

QC

U C

QC

P

C

QL1

QL2

L1

L2

bC

P1

SiSk

P2

UbC

L3

L2

L1

M3 _

bC#

bC

C#

C#

C#

C

Bei 50 Hz/230 V sind zur Kom-pensation 60mF/kvar erforder-lich, bei 50 Hz/400 V nur20mF/kvar.

1

3

5

2

4

6

7 8

9

10

12

14

1615

13

11

C= 2QC230 VUbCmF H z

kvar3000

f

Kompensation der Blindleistung 1 Compensation of Reactive Power 1


21/39

249

SE

A

K

W

BU

bei Sternschaltung230V

bei Dreieckschaltung400V

Kondensator-Betriebsspannung

bei Rundsteuer-anlage

L3

L2

L1

M3 _

L3

L2

L1

W2L1U1U2L2V1V2L3W1

U1

V1

W1

U2

V2

W2

Einzelkompensation bei Direkteinschaltung Einzelkompensation bei Stern- Dreieckschaltung

M M M M M M M M MM M MM

Zentralkompensationwirtschaftlich frGrobetriebe

Gruppenkompensationwirtschaftlich frMittelbetriebe

Erwnschter cosj2

cosj10,48

0,500,520,54

0,560,580,600,62

0,640,660,680,70

0,720,740,760,78

0,800,820,84

Vor der Kompensation0,98

KompensationsfaktorFK= tanj1 tanj2

0,80 0,85

tanj11,83

1,731,641,56

1,481,411,331,27

1,201,141,081,02

0,960,910,860,80

0,750,700,65

0,90 0,95

1,08

0,980,890,81

0,730,660,580,52

0,450,390,330,20

0,210,160,110,05

1,21

1,111,030,94

0,860,780,710,65

0,580,520,460,40

0,340,290,230,18

0,130,080,02

1,34

1,251,161,08

1,000,920,850,78

0,720,660,590,54

0,480,430,370,32

0,270,210,16

1,50

1,401,311,23

1,151,081,010,94

0,870,810,750,69

0,640,580,530,47

0,420,370,32

1,63

1,531,441,36

1,281,211,131,07

0,990,940,880,82

0,760,710,660,59

0,550,490,45

Beispiel:Vor der Kompensation betrgt cos j1= 0,68; gewnschtcosj2 = 0,9. Aufgenommene Wirkleistung P1 = 8 kW.Gesucht: KondensatorleistungQC= ? kvar

Lsung:Aus Tabelle FaktorFK= 0,59KondensatorleistungQC = FK P1 = 0,59 8 =4,72 kvar

QC Kondensatorleistung

FK Kompensationsfaktoraus Tabelle

P1 Aufnahmeleistung

QC=FKP1

Schaltungen

Ermittlung der Kondensatorleistung

Kompensation der Blindleistung 2 Compensation of Reaktive Power 2


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289

IK

K

W

BU

100Mbps

10Mbps100BASE-T-Hub

10BASE-T-Hub

Drucker

Server

Ethernet-Workstation

Ethernet-Switch

Bezeichnung Erklrung Bemerkungen, Anwendung, Daten

AUI-Anschluss Von Access Unit Interface = Zugriff-Einheit-Schnittstelle.

Spezielle Steckverbindung von Datengerten.

Bridge Von bridge = Brcke.Eine Bridge kann zwei LAN-Segmente mitei-nander verbinden oder ein LAN in zwei Seg-mente teilen.

Sobald die Bridge mit dem Netzwerk verbun-den ist, lernt sie automatisch die Adressen.Bridges sind protokollunabhngig, sodass sieDaten bertragen, z. B. zwischen PCs.

ElektronischerSwitch(elektronischwirkenderMehrstellen-schalter)

Von switch = Schalter.Umschaltvorgnge laufen ber Halbleiterbau-teile, z.B. Transistoren. Umschalten kann berComputer, Modem oder Tastentelefon erfol-gen.

Ein codegesteuerter Switch ermglicht einemGert die Steuerung von bis 64 Gerten, z.B.wenn ein Modem acht Gerte steuern soll.Beim Matrix-Switch kann jeder Port mit jedemanderen Port verbunden werden. Ein Matrix-Switch ermglicht mehr als einem Gert dieSteuerung anderer Gerte, z.B. wenn vier PCsich zwei Drucker und ein Modem teilen.

Ethernet-Switch Der Ethernet-Switch bernimmt die Daten undverschickt sie paketweise zur Zieladresse. Sen-der und Empfnger werden entsprechendihrer Adressen durchgeschaltet.

Jeder Port am Switch stellt einen Weg mit dervollen Bitrate dar, z.B. 10 Mbit/s, 100 Mbit/s,1 Gbit/s oder 10 Gbit/s.

Frame-Relay(Rahmen-Relais)

Das Frame-Relay ist eine bertragungstech-nik. Es multiplext und sendet Daten in Formvon Paketen.

Wird in Komponenten wie Bridges, Routers,Switches umgesetzt. Diese ermglichen Ver-bindungen zu LANs und WANs.

HDSL-Modem HDSL von High Bitrate Digital Subscriber Loop= digitale bertragungs-Schleife mit hoherBitrate. Ermglicht Breitbanddienste ber vor-handene Kupferleitungen ohne Repeater.

Verfgbar sind Versionen fr 2 oder fr 3 Ader-paare. Bei Drahtdurchmesser 0,4 mm Reich-weite bei 2-Paar-Version z.B. 3,6 km, beiDrahtdurchmesser 1,2 mm und 3-Paar-Version15,4 km.

Hub Von hub = Mittelpunkt, Radnabe.

Gert, an das mehrere PC oder PC-Linienangeschlossen werden knnen. Die zu ber-tragenden Daten werden ungefiltert an alleangeschlossenen Teilnehmer gesendet.

Beim Repeater-Hub erfolgt zustzlich eine

Regenerierung der zum Hub eintreffendenSignale. Die Signale gehen an alle Teilnehmer.

Konverter Von to convert = umsetzen. Sammelbezeich-nung fr Gerte, die bergnge von einemSystem in ein anderes erlauben.

Medienkonverter fr bergang von z.B. Glas-faserleitung auf Twisted-Pair-Leitung oderumgekehrt.

Load Balancer Ist ein Lastverteiler, der Antwortzeiten undAuslastung (Performance) von Netzwerk-Ser-vern beurteilt und Anfragen aus dem Internetzum Server mit aktuell bester Performanceweiterleitet.

Die ffentliche Internet-Domain einer Firma istdem Load-Balancer-Computer zugewiesen.Die eigentlichen Firmen-Web-Server besitzennach auen nicht bekannte Adressen.

ManuellerSwitch Im Wesentlichen mechanisch wirksamerSchalter zum Umschalten ohne Stromversor-gung.

Benutzer knnen sich ein Peripheriegert tei-len oder ein Benutzer kann zwischen zwei Peri-pheriegerten whlen.

Balun(MehrzahlBalune)

Von Balanced/unbalanced.Modul zur Impedanz-Anpassung

Ursprnglich Modul zum bergang von Koaxzu Twisted Pair.

Netzwerk mit Ethernet-Switch und Hubs

Komponenten fr Datennetze 1 Components for Data Networks 1


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290

K

K

W

U

Drucker

Sharer

Bandlaufwerk

Bezeichnung Erklrung Bemerkungen, Anwendung, Daten

Netzwerkkarte(Ethernet-Karte) Steckkarte fr den Steckplatz (Slot = Schlitz) imPC, womit ein Ethernet-Netzwerk ermglichtwird.

Auer der Netzwerkkarte mssen Software-Treiber installiert werden.

Parallel-Seriell-Konverter

Der Konverter macht einen parallelen An-schluss kompatibel zu einem seriellen Gert.

Ermglicht den Anschluss eines seriellenDruckers an einen parallelen Anschluss.

Patchfeld(Rangierfeld)

Ein Umsteckfeld, das dem Anschluss, demVerteilen und Rangieren (Verndern) von Netz-verbindungen dient.

Das Patchfeld erleichtert durch das Umsteckenauch den Anschluss von Analysegerten.

Puffer (Spooler,Cache)

Einrichtung zur zeitweisen Speicherung (Zwi-schenspeicher). Puffer enthalten RAMs zurAufnahme und anschlieender Ausgabe vonDaten. Cache ist ein Zwischenspeicher fr oftverwendete Daten.

Ein Puffer sorgt z.B. fr den Ausgleich vonGeschwindigkeitsunterschieden beim Daten-fluss zwischen zwei Gerten. Puffer knnenserielle und parallele Ports haben.

Router Von route = Weg.Gert zur Verbindung verschiedener LANs.UntersuchenPakete und stellen sie bei Fehlernwieder her, ohne Fehler weiterzugeben.

Multiprotokoll-Router untersttzen eine Viel-zahl von LAN-Protokollen.Router mssen konfiguriert und installiert wer-den.

Repeater Von to repeat = wiederholen.Gert, welches Signale regeneriert und soumbildet, dass Netzsegmente miteinanderkommunizieren knnen.

Infolge Signaldmpfung sind Netzsegmenteohne Repeater in der Lnge begrenzt, z.B. auf500 m.

Sharer (Drucker-Switch)

Der Sharer (to share = aufteilen) teilt einemGert bis z.B. sechs Gerte zu. Enthlt meisteinen Puffer.

Print-Sharer ermglichen den Anschluss vonmehreren PC an einen einzigen Drucker.

Terminaladapter ISDN-Terminaladapter wandelt die digitalenISDN-Signale in Signale des anzuschlieen-den Endgertes um und umgekehrt. Hufigs-ter Typ ist der Terminaladapter a/b.Mit diesem Adapter knnen analoge Endger-te an das ISDN-Netz angeschlossen werden,z.B. Fax oder Telefon.

Terminaladapter mit Bonding (to bond = bn-deln) ermglichen Datenverkehr mit 128 kbit/sdurch Bndelung beider 64-kbit/s-Kanle.

Terminaladaptera/b

Bei derDatenbermittlung im ISDN muss auchder Empfnger mit einem Terminaladapter a/barbeiten.

Transceiver,Sende-Empfnger

Kunstwort von to transmit = bertragen undto receive = empfangen.Gert, welches in den Datenweg geschaltetwird, um die bertragung zu ermglichenoder zu verbessern.

Z.B. setzen Fiberoptik-Transceiver die elektri-schen Signale in Lichtsignale oder Infrarot-Signale zur bertragung ber LWL um undoptische Signale der LWL in elektrische Signa-le.

Verstrker Gert, welches die Datenbertragung ber

lngere Strecken als ohne Verstrker ermg-licht, und zwar oft auch bei greren Bitratenals ohne Verstrker.

Anders als bei einem analogen Signalverstr-

ker sind zustzlich Signalregenerierer undKonverter enthalten.

Netzwerk mit Sharer und einem Drucker

Modem Kunstwort aus Modulator und Demodulator. Ermglicht den Anschluss von Digitalgerten,z.B. einem PC, an das analoge Telefonnetz.

Multiplexer, loka-ler (Mux, lokaler)

In der Datentechnik Gert, welches das Zeit-multiplexverfahren ermglicht.

Lokale Muxe machen den Anschluss von z.B.48 Kanlen ber ein einziges Kabel mglich.

Komponenten fr Datennetze 2 Components for Data Networks 2


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L1

L2

L3

N

PE

357

AS

W

BU

Begriff Erklrung Schaltungen, Bemerkungen

Hilfs-stromkreis

Stromver-sorgung

Trans-formator

Ein Hilfsstromkreis ist ein Stromkreis, der keinHauptstromkreis ist. Steuerstromkreise undMessstromkreisesind Hilfsstromkreise.

Stromversorgung des Hilfsstromkreises erfolgtdurch AC 50 Hz bis 230 V, AC 60 Hz bis 227 V oder

DC bis 220 V. Meist erfolgt sie aus dem Haupt-stromkreis, bei DC ber einen Gleichrichter.

Ein Transformatorbewirkt die erwnschte Tren-nungvom Hauptstromkreis. Bei SELV oder PELVmuss das ein Sicherheitstransformator sein.

TrennungvomHaupt-stromkreis

ber-strom-Schutzein-richtung

Stromversorgungen fr den Hilfsstromkreis

L1

L2

L3

N

L1

2.1 2.2

1.1

L

l

K

k 1.2

bei Hochspannung50 Hz 20 kV

bei Niederspannungohne k-Erdung

L2

VA

L1

L2

N

L1

L2

PE

blich im IT-System zulssig

1 2 3

lst F1 aus

lst F1 aus, wenn

S2 bettigt

oder1 2

3

Richtig

L1

F1

S1 Q1S2

T1

L2

PE

Verhinderung vonFehlschaltungen bei Erdschluss

Wandlermessungen

Anordnung der Taster

Die Transformatoren mssen beim Drehstrom-netz eingangsseitig (primrseitig) an zweiAuenleiter angeschlossen sein. Hilfsstromkrei-se ohne Trennung vom Hauptstromkreis mussman an einen Auenleiter und den Neutralleiteranschlieen.

Ungeerdete Hilfsstromkreise erfordern eine Iso-lationsberwachungseinrichtung.

berstromschutz dient nur dem Kurzschluss-schutz.

Mess-stromkreis

Direkt-messung

Wandler-messung

Bei direktem Anschluss von Messstromkreisenan den Hauptstromkreis sind anzuzwenden

berstrom-Schutzeinrichtungen zum Kurz-schlussschutz oder

kurzschluss- und erdschlusssichere Verlegung,z.B. Mantelleitung, Verlegung nicht in der Nhevon brennbaren Stoffen.

BeiSpannungswandlernmuss die Ausgangssei-te (Sekundrseite) geerdet und gegen Kurz-schluss gesichert sein. Bei Stromwandlern er-folgt nie eine Sicherung gegen Kurzschluss undbei Niederspannung auch keine Erdung.

Ein-schalten

Abschalten

Wirk-glieder,z.B.Schtz-spulen

Hilfsstromkreise mssen so ausgefhrt sein,dass ein einzelner Leiterbruch, Krperschlussoder Erdschluss die Anlage in einem sicherenZustand, z.B. AUS, erhlt oder in einen solchenberfhrt. Deshalb erfolgt das Abschalten durchffner und das Einschalten durch Schlieer.

Wirkglieder, z.B. Schtzspulen, sind auf einerSeite direkt (ohne Schaltglieder) mit dem geer-deten Leiter zu verbinden. Beim IT-System dr-fen Wirkglieder an zwei Auenleiter angeschlos-sen sein. Dann sind die Auenleiter durch zwei-polige Schaltglieder zu schalten. Die Auenleitersind gegen Kurzschluss zu sichern.

DoppelteSchlsse(Krper-schlsse,Erd-schlsse)

Hilfsstromkreise mssen auch bei doppeltenSchlssen gegen Fehlschaltungen, z.B. Einschal-ten ohne Einschaltsignal, geschtzt sein. Daswird bei geerdeten Hilfsstromkreisen durchberstrom-Schutzeinrichtungen bewirkt, diebeim 1. Krperschluss oder Erdschluss innerhalbvon 5 s die Stromversorgung abschalten. Beiungeerdeten Hilfsstromkreisen muss eine Anzei-

ge den Isolationsfehler optisch und/oder akus-tisch melden. Der Isolationswiderstand muss je Vder Nennspannung mindestens 100 Obetragen.

Anordnung der berstrom-Schutzeinrichtungen

Hilfsstromkreise Auxiliary Circuits vgl. DIN VDE 0100-557


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358

AS

W

U

Begriff Erklrung Bemerkungen

PL Performance Level = Gtepegel. Man unterscheidetdie PL a bis e zur Festlegung der Fhigkeit von sicher-heitsbezogenen Teilen einer Steuerung hinsichtlichdes Ausfhrens einer Sicherheitsfunktion. Der PL istabhngig von der Kategorie und der MTTF. PL e ist der

hchste Level (Pegel).

Eine Sicherheitsfunktion ist die Funktion einerSteuerung, z.B. Funktion zum Stillsetzen einerMaschine im Notfall. Der Ausfall solch einerFunktion erhht die Sicherheitsrisiken unmit-telbar.

Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungenmssen dort verwendet werden, wo bei Ver-sagen der Steuerung eine Gefhrdung ein-tritt. Man erhlt den erforderlichen Perfor-mance Level PL durch eine Risikoabscht-zung mittels Risikograph(Bild).

Der PL ist abhngig von der Architektur (logi-scher Aufbau) der Schaltung und von dermittleren Ausfallzeit MTTF der Komponen-ten. Die Architektur der Schaltung wirddurch Kategorien Cat angegeben (folgendeSeite). Bei MTTF gengt die Unterscheidungin niedrige, mittlere und hohe MTTF. Ergibtdie Risikoabschtzung einen PL der Gre c,dann muss mindestens Cat 1 mit hoherMTTF angewendet werden.

Anstelle von PL wird bei fertigen Steuerun-gen, z.B. SPS, der Wert von SIL angegeben,

z.B. SIL2. Damit liegt ein PL der Gre d vor.Bei SIL2 muss mindestens Cat 2 mit hohemMTTF vorliegen.

Beurteilung von Risiko und Steuerung

etwaKategorie

kaummglich

oft

schwer

PL,(SIL)

P1

F1

S1

S2

F2

F1

F2

P2

P1

P2

P1

P1

P2

P2

Start

mittlereMTTF

Gefhr-dung

seltenVerlet-

zungleicht

Vermeidung

mglich

beihoherMTTF

e(3)

d(2)

c(1)

b(1)

a

()

B

1

2

3

4

Risikograph nach EN ISO 13849-1

Abkrzungen und Begriffe

SIL Safety Integrity Level = Sicherheits-lntegritts-Pegel.Es gibt vier Stufen (Levels) von SIL. SIL 3 ist die hch-ste, praktisch vorkommende Stufe.

Nach SIL erfolgt meist das Zertifizieren einerSteuerung bzw. Maschine.

Kategorie(Cat)

Cat von category = Kategorie. Ermglicht die Beurtei-lung der Leistungsfhigkeit sicherheitsbezogener Tei-le einer Steuerung beim Auftreten von Fehlern, d.h.Einstufung bzgl. Widerstand gegen Fehler und Ver-halten im Fehlerfall.

Kategorie B ist die Basiskategorie (Grundkate-gorie), bei den Kategorien 1 bis 4 nimmt dieSicherheit steigend zu, die Steuerungsstruktu-ren (Architekturen) werden komplexer.

SRP/CS Safety-Related Parts of Control Systems = sicher-heitsbezogenes Teil einer Steuerung, das auf sicher-heitsbezogene Eingangssignale reagiert und sicher-heitsbezogene Ausgangssignale erzeugt.

Maschinensteuerungen, Auswerteeinheiten,Sicherheitsschaltgerte.

MTTF Mean Time To Failure = mittlere Zeit bis zum Ausfalleines Gertes. Die Angabe erfolgt als Wahrschein-lichkeit, z.B. > 105 bis 104 je Stunde.

MTTF Zeit

niedrig 3 Jahre bis 10 Jahremittel 10 Jahre bis 30 Jahrehoch 30 Jahre bis 100 Jahre

FMEA Failure Mode Effect Analysis = Fehlermglichkeits-und Einflussanalyse. Analytische Methode zur syste-matischen und vollstndigen Erfassung potenziellerFehler und Ausfallzustnden von Komponenten einesSystems sowie deren Auswirkungen.

Eine FMEA ist whrend der Konzeptionsphaseeiner Steuerung durchzufhren.

Diversitt Zum Erfllen der Sicherheitsaufgabe mit hoherZuverlssigkeit sind die Betriebsmittel derart redun-dant auszulegen, dass die Umsetzung mit ungleichar-tigen Mitteln erfolgt.

Eine Drehzahlberwachung wird z.B. durcheinen elektrischen Tachogenerator und einenmechanischen Fliehkraftschalter verwirklicht.

PL a b c d e

SIL 1 1 2 3

Sicherheitsbezogene Teile von SteuerungenSafety Related Machine Controls


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AS

W

BU

Merkmal Erklrung Darstellungen, Bemerkungen

Computer-gesttzteRegelung

Bei der computergesttzten Regelung ist ein Com-puter, z.B. ein PC, die Regeleinrichtung. Der Com-puter muss mit entsprechenden Boards (Steckkar-ten) fr die Signaleingabe und Signalausgabe aus-gestattet sein. Das Regelungsprogramm ist imComputer mittels CD-Eingabe oder ber entspre-chende Speicherchips installiert.In den Computer sind der Sollwert der Regelgresowie, ber einen Sensor erfasst, der Istwert derRegelgre (Prozessgre), z.B. ein Temperatur-wert, einzugeben.

Regelkreis mit PC

Taster,Tastatur,

Sollwert-geber

Aktoren,Schtze,Strom-

richter,Motor

Regel-einrichtung

Regelungs-programm

Regel-strecke

Sensor

xyw

Digitalisie-rung

Die meist analogen Prozessgren werden voneinem Analog-Digital-Umsetzer (ADU) der Daten-erfassungskarte des PC digitalisiert. Die Digitalsig-nale werden dann vom PC mittels des installiertenRegelungsprogrammes bearbeitet.

Die Ergebniswerte des Regelungsprogrammes

stellen das digitale Ausgangssignal des Compu-ters dar. Dieses ist bei Bedarf vor seiner Weiterga-be an eine entsprechende Stelleinrichtung miteinem Digital-Analog-Umsetzer (DAU) in ein ana-loges Signal umzuwandeln. Abtastung und Quantisierung

u

10

V

0

Signal

Abtastungen

t

quantisiert:10

digitalisiert:1010

DigitaleRege-lungsfunk-tionen

Digitale Regler besitzen meistmehrere Funktionen: Handregelung, automatische Regelung, Festwertregelung, Folgeregelung, Zweipunktregelung, Dreipunktregelung, P-Regelung, PI-Regelung, PD-Regelung, PID-

Regelung.Neben Regelungsaufgaben knnen auch Steue-rungsaufgaben bewltigt werden.

Mit einem digitalen Regler knnen meistmehrere Regelkreise unabhngig voneinan-der betrieben werden.Die Regelparameter fr eine optimale Rege-lung der Anlage sind meist nicht bekannt. DieWerkseinstellungen der Regelparameter sor-gen fr einen stabilen Regelkreis. Die Opti-mierung der Regelparameter erfolgt durch

empirisches Vorgehen(vorhergehendeSeite).Universal-reglerSIPART

SIPART besteht aus einem Grundgert mit Bedien-feld, analogen und binren Eingngen und Ausgn-gen, in welches rckseitig Steckkarten fr DAU,ADU, weitere Eingnge und Ausgnge (analog, digi-tal), Schnittstellen fr RS232 oder Profibus gestecktwerden knnen. Die Bedi

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