In diesem Pneumatik-Online-Skript geht es darum zu lernen Funktionsdiagramme zu zeichnen. Hierzu werden die wichtigsten Elemente eines Funktionsdiagramms vorgestellt und gezeigt, wie man sie richtig darstellen kann.

(Mehr über die Arten von Funktionsdiagrammen, lesen Sie hier: Grundlagen Funktionsdiagramm

Grundlagen – Das Funktionsdiagramm für pneumatische Steuerungen

Das Funktionsdiagramm ist in erster Linie ein Hilfsmittel, zur Visualisierung von Funktionsabläufen der Arbeitsglieder einer pneumatischen Schaltung. Dabei wird in einem Diagramm die Folge der Funktionen der einzelnen Bauteile dargestellt und in einen Zusammenhang zueinander gesetzt.

Um mehr über die Grundlagen des Funktionsdiagramms zu erfahren, folgen Sie diesem Link: Funktionsdiagramm – Pneumatik

Elemente und Aufbau eines Funktionsdiagramms zeichnen

Funktionslinien

Ein Funktionsdiagramm zeigt die Bewegung von Arbeitsgliedern in Abhängigkeit von der Zeit oder dem Schritt. Diese Bewegungen, wie zum Beispiel das Verfahren eines Pneumatikzylinders, werden anhand von Funktionslinien dargestellt. Mit den Funktionslinien wird die Position von Arbeitsgliedern, Stellgliedern und Steuergliedern der Pneumatik-Schaltung dargestellt.

Beispiel für eine Funktionsdiagramm mit Funktionslinien (in blau)

Signallinien

Neben den Funktionslinien gibt es auch Signallinien, mit denen Dargestellt wird, von welchem Element oder Ereignis ein Signal gesendet wird und bei welchem Element dieses Signal ankommt.

 
Funktionsdiagramm mit eingezeichneten Signallinien

Wenn man ein Funktionsdiagramm zeichnen will, bedeutet dies, dass die Signallinie am Signalelement beginnt – also dem Element des Pneumatik-Systems, welches das Signal aussendet. An der Stelle, an der aufgrund dieses Signals eine Zustandsänderung eingeleitet werden soll, endet die Signallinie im Funktionsdiagramm. Die Flussrichtung des Signals wird durch einen Pfeil an der Signallinie markiert.

Hier ist eine Übersicht, die zeigt wie man die verschiedenen Signallinien zeichnen kann.

Signalverzweigung

Liegt eine Signalverzweigung vor, bedeutet dies, dass von einem Signalausgang ausgehend an mehreren Bauelementen Zustandsänderungen eingeleitet werden. Zeichnen kann man eine Signalverzweigung durch einen Punkt in der Signallinie an der Stelle der Verzweigung.

ODER-Bedingung

Die ODER-Bedingung ist eine Art von Logik-Funktion in einer pneumatischen Schaltung. In einem Funktionsdiagramm wird die ODER-Bedingung durch die Vereinigung von zwei Signallinien gezeichnet. Die Vereinigungsstelle der beiden Linien wird durch einen Punkt gekennzeichnet. Bei der ODER-Bedingung bewirken mehrere Signalausgänge unabhängig voneinander die gleiche Zustandsänderung.

UND-Bedingung

Wie auch die ODER-Bedingung stellt die UND-Bedingung eine Art von Logik-Funktion in einer pneumatischen Schaltung dar. Hier tritt eine Zustandsänderung jedoch nur dann ein, wenn alle Signalausgänge vorliegen. Zeichnerisch wird die UND-Bedingung durch die Vereinigung von zwei Signallinien dargestellt. Hier wird in die Vereinigungsstelle mit einem Schrägstrich gekennzeichnet.

Mechanisch betätigte Eingabeelemente / Grenztaster

Mechanisch betätigte Eingabeelemente wie Grenztaster werden an der Stelle im Diagramm eingezeichnet, an der sie geschaltet werden. Die Bezeichnung des jeweiligen Eingabeelements wird den Ausgangspunkt seiner Signallinie geschrieben. Das Symbol für ein mechanisch betätigtes Eingabeelement ist ein einfacher Punkt mit einer Signallinie, ein kleiner Kreis oder ein Balken mit abgerundeten Enden (siehe Bild unten). Der Balken als Symbol kommt dann zum Einsatz, wenn der Grenztaster über eine bestimmte, einstellbare Strecke betätigt wird.

Muskelkraftbetätigte Eingabeelemente

Muskelkraftbetätigte betätigte Eingabeelemente wie Schalter werden an der Stelle im Funktionsdiagramm eingezeichnet, an der sie geschaltet werden. Ihre Bezeichnung wird an den Ausgangspunkt der jeweiligen Signallinie geschrieben.

Typische Eingabeelemente sind EIN/START-Schalter, EIN/AUS-Schalter, AUS/STOP-Schalter usw.. Welches Symbol für welchen Schalter verwendet wird, sieht man in der folgenden Übersicht:

Arbeitsglieder

Die Arbeitsglieder einer Pneumatik-Schaltung werden in einem Funktionsdiagramm indirekt über ihre Funktionslinien dargestellt. Das bedeutet, dass ein Arbeitsglied kein eigenes Symbol erhält.

Durch die Funktionslinie zeichnet man die Bewegung des jeweiligen Arbeitsgliedes in Abhängigkeit von der Zeit oder dem Arbeits-Schritt. Verläuft dabei die Funktionslinie waagrecht, heißt dies, dass das Arbeitsglied stillsteht. Verläuft die Funktionslinie im Diagramm dagegen schrägt, bewegt sich das Arbeitsglied. Senkrechte Bewegungen gibt es in der Regel nicht, dass dies eine extrem schnelle Bewegungsgeschwindigkeit voraussetzen würde.

 
Beispiel für die Funktionslinien zweier Zylinder

Stellglieder / Steuerglieder / Signalglieder

Bei Stellgliedern und Steuergliedern handelt es sich i.d.R. um Ventile. Diese steuern ein oder mehrere Arbeitsglieder im Pneumatik-System und werden daher auch als Signalglieder bezeichnet. Auch Stell- und Steuerglieder werden im Funktionsdiagramm lediglich durch ihre Funktionslinien dargestellt. Diese Verlaufen bei einer Aktion senkrecht, da die Zustandsänderung relativ schnell erfolgt.

Steuerung eines Zylinders mit einem Ventil und Endschalter

Wichtig beim Zeichnen eines Funktionsdiagramms ist, dass an jeder Umschaltstelle eines Signalgliedes eine Signallinie abzweigt. Diese Signallinie zeigt die Abhängigkeit anderer Bauelemente in der pneumatischen Schaltung im Bezug zum jeweiligen Stellglied.

Beispiel:

Wenn das Ventil 1 öffnet, fährt der Zylinder 1 aus. Diese direkte Abhängigkeit muss durch eine Signallinie gekennzeichnet werden, die vom Ventil (dem Signalglied) ausgeht. Die Bewegung der Ventils und des Zylinders werden als Funktionslinien im Funktionsdiagramm eingezeichnet.

Das Ventil 1 hat im Normalfall auch ein Signal erhalten, damit es sich öffnet. Auch dieses Signal (z.B. von einem händisch betätigten Start-Schalter kommend) muss als Signallinie eingezeichnet werden. Das beschriebene Beispiel sehen Sie im Bild oben