1.11 Steuerungs- und Regelungstechnik 1.11.5 Leittechnik control engineering Anwendungsgebiete der Leittechnik IEC 60050-351 : 2009-06 Produktionsleittechnik Kraftwerksleittechnik z.B. Dampfkraftwerke Wasserkraftwerke Heizkraftwerke Gebäudeleittechnik z. B. Krankenhäuser Flughafengebäude Netzleittechnik z. B. elektr. Energieversorgung, Wasser- und Gasversorgung Fertigungsleittechnik z.B. Teilefertigung, Automobilmontage Verfahrensleittechnik z.B. Raffinerien, Chemiewerke Zementindustrie Fließprozesse Chargenprozesse Stückgutprozesse Werkstattfertigung Stückgutprozesse Fließbandfertigung Leittechnik Leitstruktur Beispiel Chemiewerk Ebene Beispiel Aufgaben Funktionen (typisch) 1 Unternehmens- leitebene Chemiewerk Leiten des Unternehmens (dispositiv) Kostenanalysen, Produktions- und Bestandskennzahlen 2 Produktionsleitebene Siliconproduktion Leiten der Produktion aller Siliconerzeugnisse (dispositiv) Spartenbezogene Optimierung der Produktionsabstimmung 3 Betriebsleitebene (Anlagenkomplex) Bautenschutz- mittel-Betrieb Leiten eines Anlagenverbunds (dispositiv) Grundrezepte, Mengen- und QualitȨtsabstimmung, QualitȨts- kontrolle 4 Anlagenleitebene Siliconharzanlage Leiten einer technischen Anlage (operativ/dispositiv) Teilrezepte, Ressourceneinsatz, An-, Abfahren, Lastwechsel 5 Gruppenleitebene (Teilanlage) VorlagebehȨlter Destillations- kolonne Leiten einer Funktionsgruppe/ Teilanlage (operativ) Grundoperationen: dosieren, temperieren ɒberwachen, StɆrungsmanagement 6 Einzelleitebene (Anlagenteil) Rɒhrkessel, Pumpe Leiten eines Einzelprozesses Grundfunktionen: Regeln, Steuern, Sichern, Schɒtzen 7 Feldebene Temperaturaufneh- mer Rɒhrantrieb Aufnehmen von ProzessgrɆßen, Einwirken auf den Einzelprozess Grundfunktionselemente: Messen, Stellen IHK 2 1 Allgemeine Grundlagen 1
15
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Anwendungsgebiete der Leittechnik IEC 60050-351 : 2009-06Allgemeintoleranzen fr Schweißkonstruktionen DIN EN ISO 13920 : 1996-11 general weldment tolerances Allgemeintoleranzen fr
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1.11 Steuerungs- und Regelungstechnik
1.11.5 Leittechnik control engineering
Anwendungsgebiete der Leittechnik IEC 60050-351 : 2009-06
Sechskantschrauben mit großen Schl�sselweiten Hexagon bolts with large nuts across flatsHV-Schrauben (hochfest vorgespannte Schraubenverbindungen im Metall- und Stahlbau)
DIN EN 14399-4 : 2006-06
HV-Verschraubung mit:� Sechskantschraube EN 14 399-4� Sechskantmutter EN 14 399-4� 2 Scheiben f�r HV-Verbindungen EN 14 399-5 oder -6
Garnitur nur vom gleichen Hersteller zul�ssig
Oberfl�chenzustand:� normal: �blicher Herstellungszustand mit leichtem �lfilm� feuerverzinkt� nach Vereinbarung Festigkeitsklasse: 10.9/10
lk
lslg
l
Scheibe nachEN 14399-5 oder -6
Scheibe EN 14399-5 oder -6
Sechskant-mutterEN 14399-4
d
k(b)
Gewinde d M 12 M 16 M 20 M 22 M 24 M 27 M 30Steigung P 1,75 2 2,5 2,5 3 3 3,5Gewindel�nge b 23 28 33 34 39 41 44Eckenmaß e 23,91 29,56 35,03 39,55 45,2 50,85 55,37Schl�sselweite s 22 27 32 36 41 46 50Kopfh�he k 8 10 13 14 15 17 19L�nge l von
Sechskantmuttern mit großen Schl�sselweitenHV-Verbindungen DIN EN 14399-4 : 2006-06
Gewinde d M 12 M 16 M 20 M 22 M 24 M 27 M 30Kopfdurchmesser dw 20,1 24,9 29,5 33,3 38 42,8 46,6Eckenmaß e 23,91 29,56 35,03 39,55 45,20 50,85 55,37Mutterh�he m 10 13 16 18 20 22 24Schl�sselweite s 22 27 32 36 41 46 50Kennzeichnung
Bezeichnungsbeispiel:Sechskantmutter EN 14399-4: M20 –HV. Hochfest vorspannbre Schraubenverbindung.
Scheiben f�r HV-Verbindungen DIN EN 14399-6 : 2006-06
Innendurchmesser d1 13 17 21 23 25 28 31
F�r Gewinde M 12 M 16 M 20 M 24 M 24 M 27 M 30Außendurchmesser d2 24 30 37 39 44 50 56Innenfase c 1,6 1,6 2 2 2 2,5 2,5Außenfase e 0,5 0,75 0,75 0,75 0,75 1 1Scheibendicke s 3 4 4 4 4 5 5
d1
d2
se } 45°
c } 45°
Kennzeichnung
Herstellerxxx
xx
Bezeichnungsbeispiel: Scheibe EN 14399 – 36: HV-Scheibe f�r HV-Schraubenverbindung mit Gewinde M30
IHK 34
4
4 Fertigungstechnik
Format: A4 596 x 842 pts Original: 544.252 x 742.677 pts *setpagedevice*M:/Buch/HuT/3130/win/umbruch/03138 IHK/03138_kapitel 4_IHK_s036-052.3d***2.7.2013***10:0:43
4.3.2 Schweißeignung von unlegierten und legierten St�hlen Fitness for welding
Schweißeignung von unlegierten und legierten St�hlen
Die Schweißeignung l�sst sich mithilfe des Kohlenstoff�quivalents CEV 1) (fr�her mit K bezeichnet) bestimmen.
CEV¼ CþMn6þCrþMoþV
5þNiþCu
15
f�r C � 0,40 %, Mn � 1,6 %, Cr � 1,0 %, Ni � 3,5 %, Mo � 0,60 %, Cu � 1,0 %
Format: A4 596 x 842 pts Original: 544.252 x 742.677 pts *setpagedevice*M:/Buch/HuT/3130/win/umbruch/03138 IHK/03138_kapitel 4_IHK_s053-063.3d***2.7.2013***9:59:54
4.7.9 Fr�sen milling
Schneidbedingungen f�r das Fr�sen mit Schnellarbeitsst�hlen (HSS)
IHK 56
4 Fertigungstechnik
4
Wer
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246
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Format: A4 596 x 842 pts Original: 544.252 x 742.677 pts *setpagedevice*M:/Buch/HuT/3130/win/umbruch/03138 IHK/03138_kapitel 10_IHK_s064-074.3d***2.7.2013***10:31:32
10.2.2.2 Gefahrstoffliste (TRGS 900) hazardous substances list Stand Juni 2008
Arbeitsplatzgrenzwert (AGW)
Nach der Gefahrstoffverordnung (GefStoffV)1) ist der Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) der Grenzwert f�r die zeitlichgewichtete durchschnittliche Konzentration eines Stoffes in der Luft am Arbeitsplatz in Bezug auf einen gegebenenReferenzzeitraum. Er gibt an, bei welcher Konzentration eines Stoffes akute oder chronische sch�dliche Auswirkungenauf die Gesundheit im Allgemeinen nicht zu erwarten sind (§ 3 Abs. 6 GefStoffV).
Arbeitsplatzgrenzwerte sind Schichtmittelwerte bei in der Regel t�glich achtst�ndiger Exposition an 5 Tagen proWoche w�hrend der Lebensarbeitszeit. Die Konzentration eines Stoffes in der Luft ist die in der Einheit des Luft-volumens befindliche Menge dieses Stoffes. Sie wird angegeben als Masse pro Volumeneinheit oder bei Gasen undD�mpfen auch als Volumen pro Volumeneinheit.2)
1) Gefahrstoffverordnung vom 23. Dezember 2004 (BGBl. I S. 3758)2) Spalten „Arbeitsplatzgrenzwert“
Format: A4 596 x 842 pts Original: 544.252 x 742.677 pts *setpagedevice*M:/Buch/HuT/3130/win/umbruch/03138 IHK/03138_kapitel 11_IHK_s075-077.3d***2.7.2013***10:31:3
11.4.5 Kunststoffarmaturen aus PVC/PP nach Herstellerangaben plastic fittings made of PVC/PP
Teil 2 c siehe Kap_11.pdf Auswahlkriterien f�r Handarmaturen
Armaturenabmessungen nach DIN 3441 aus PVC-U, PVC-C oder PP-H, Baul�ngen nach EN 558-1Anschluss mit Klebemuffen oder Klebestutzen aus PVC, mit Gewindemuffe aus PVC/PP, mit Schweißmuffe aus PP/PE,
mit Schweißstutzen aus PP/PE oder mit Stumpfschweißstutzen aus PP/PE
PVC-U Kugelhahn mit Klebemuffen1) ball valve with adhesive sleeves
l2
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zl
daD DN
HH 1
PVC-U Kugelhahn mit Klebestutzen1)
l2
l1l5 l6
ll3
d aD DN
HH 1
PVC-U Kugelhahn mit Gewindemuffen1) ball valve with female thread
Format: A4 596 x 842 pts Original: 544.252 x 742.677 pts *setpagedevice*M:/Buch/HuT/3130/win/umbruch/03138 IHK/03138_kapitel 12_IHK_s078-109.3d***2.7.2013***10:6:19
12 Anlagentechnik
12.1 Technische Kommunikation der Verfahrenstechnik
12.1.1 Fließschemata f�r verfahrenstechnische Anlagen nach DIN EN ISO 10628 : 2001-03
Fließschemata f�r verfahrenstechnische Anlagen werden im Wesentlichen in den Bereichen Chemie, pharmazeutischeIndustrie, Nahrungsmittel- und Getr�nkeindustrie sowie im Umweltbereich angewendet.Je nach Umfang der ben�tigten Angaben wird zwischen Grund-, Verfahrens- und RI-Fließschema unterschieden.
12.1.1.1 Grundfließschemata basic flowcharts
Das Grundfließschema ist die Darstellung eines Verfahrens oder einer verfahrenstechnischen Anlage in einfacherForm. Die Darstellung erfolgt mit Hilfe von Rechtecken, die durch Linien verbunden werden.
Grundfließschema mit Grundinformationen und Zusatzinformationen
Zusatzstoff400 kg/h
Einsatzstoff1600 kg/h
Endprodukt2200 kg/h
Lösemittel1000 kg/h
Lösemittel800 kg/h
Zerkleinern
Lösen Reaktion Trennen
30°C, pamb 90°C, pamb
Lösung2600 kg/h
Konzentrat3000 kg/h
Grundinformationen� Benennung der Rechtecke und der Ein- und Ausgangs-
stoffe� Fließweg und Fließrichtung der Hauptstoffe
Zusatzinformationen� Benennung der Hauptstoffe zwischen den Rechtecken� Durchfl�sse bzw. Mengen der Stoffe� Benennung, Fließrichtungen und Mengen bzw. Durch-
fl�sse der Energien bzw. Energietr�ger und charakte-ristische Betriebsbedingungen
12.1.1.2 Verfahrensfließschemata process flowcharts
Das Verfahrensfließschema ist die Darstellung eines Verfahrens oder einer verfahrenstechnischen Anlage mit Hilfevon grafischen Symbolen, die durch Linien verbunden sind.Die Symbole bedeuten Anlagenteile, die Linien Fließlinien f�r Stoffe und Energien bzw. Energietr�ger.
Verfahrensfließschema mit Grund- und Zusatzinformationen
Zusatzstoff400 kg/h
Einsatzstoff1600 kg/h
Endprodukt2200 kg/h
Lösemittel1000 kg/h
Z1
B2
W1 K1
P1 P2Kondensat
Heizdampf
Heiz-dampf
5 bar
B1
Lösemittel800 kg/h
30°C, pamb
90°C, pamb
108°C, pamb
+ 13,5 m
+ 25 m
+ 0,3 m
IHK 78
12 Anlagentechnik
12
Format: A4 596 x 842 pts Original: 544.252 x 742.677 pts *setpagedevice*M:/Buch/HuT/3130/win/umbruch/03138 IHK/03138_kapitel 12_IHK_s078-109.3d***2.7.2013***10:6:19
12.2.4.3 Aufgabenbezogene Darstellung der Prozessleittechnik (PCE)
Darstellung von PCE-Aufgaben in einem RI-Fließbild
Das Rohrleitungs- und Instrumenten (RI)-Fließbild bildet die strukturellen Zusammenh�nge der Anlage und derenEnergie- und Materiefl�sse ab. Die zur Funktionsf�higkeit der Anlage notwendigen Mess-, Regel- und Steuerungsvor-g�nge stellen in ihrer Gesamtheit die Aufgaben der Prozessleittechnik (PCE-Aufgaben) dar.Die PCE-Aufgaben werden im Rohrleitungs- und Instrumenten (RI)-Fließbild mit grafischen Symbolen dargestellt.
Graphische Darstellung einer PCE-Aufgabe in einem RI-Fließbild
YC
112
FCI
111A, H
13
22
6
4
5
* Die Folgebuchstaben A, H und L werden außerhalb der Umrandungangegeben.
�
U.....
Bedienung �ber eine lokale Bedien-oberfl�che
Bedienung �ber ein lokales Schalt-pult
Bedienung �ber einen zentralenLeitstand
Prozessrechner f�r PCE-Leitfunktionen
` Prozessverbindungslinie
´ Signalverbindung
ˆ XXXX Nummerierung
˜ Erstbuchstabe PCE-Kategorie (Art der Aufgabe)
¯ Folgebuch-staben
Prozessverarbeitungsfunktion (Inhaltder Aufgabe)
Erstbuch-stabe
PCE-Kategorie Folgebuch-staben
PCE-Verarbeitungsfunktion
A Analyse A* Alarm, Meldung
B Flammen�berwachung B Beschr�nkung, Begrenzung
C Kann vom Anwender definiert werden C Regelung
D Dichte D Differenz
E Elektrische Spannung E –
F Durchfluss F Verh�ltnis
G Abstand, L�nge, Stellung G –
H Handeingabe, Handeingriff ( hiermit sind alleEingriffe und Eingaben durch den Menschenzu kennzeichnen)
H* oberer Grenzwert, an, offen
I Elektrischer Strom I Analoganzeige
J Elektrische Leistung J –
K Zeitbasierte Funktionen K –
L F�llstand L* unterer Grenzwert, aus, geschlossen
M Feuchte M –
N Motor / Stellmotor N –
0 Kann vom Anwender definiert werden 0 Lokale oder PCS-Statusanzeige von Bin�r-signalen
P Druck P –
Q Menge oder Anzahl Q Integral oder Summe
R Strahlungsgr�ßen R Aufgezeichneter Wert / Registrierung
IHK 85
12 Anlagentechnik
12
Reihenfolge beimehreren Buch-staben
1. 2. 3. 4.
1. F D Y C
2. B Q X
Format: A4 596 x 842 pts Original: 544.252 x 742.677 pts *setpagedevice*M:/Buch/HuT/3130/win/umbruch/03138 IHK/03138_kapitel 12_IHK_s078-109.3d***2.7.2013***10:6:19
Kritische Temperatur und kritischer Druck ausgew�hlter Gase (Fortsetzung)
� hohe Dr�cke� hohe Temperaturen� große Apparate und Volumenstr�me m�glich
� Universall�sung f�r diechemische Industrie und inder Energietechnik
1) DIN EN ISO 10628
12.4.1.2 Rohrb�ndelw�rme�bertrager nach DIN EN 13445-3 : 2011-12 manifold heat exchangers
1 2 45 313 12 11
a) U-Rohr-W�rme�bertrager (Haarnadel-W�rme�bertrager)
1 2 2'4 7 13 11
b) Festkopf-W�rme�bertrager mit festen B�den (W�rme�bertrager mit festen B�den)
IHK 92
12 Anlagentechnik
12
Format: A4 596 x 842 pts Original: 544.252 x 742.677 pts *setpagedevice*M:/Buch/HuT/3130/win/umbruch/03138 IHK/03138_kapitel 12_IHK_s078-109.3d***2.7.2013***14:40:24
12.6 Industrielle Messtechnik
12.6.1 Durchflussmessung flow measurement
π
B = Stärke desMagnetfeldes
U = K · B · v · D
Spannung UGerätekonstante KMagnetfeldstärke BMittlereDurchflussgeschwindigkeit vRohrdurchmesser D
D = Rohrdurchmesser
v = mittlereDurchflussgeschwindigkeit
Magnetisch-induktives Verfahren (MID)In einem Leiter bzw. einem leitf�higen Medi-um, das sich in einem Magnetfeld bewegt,wird eine bestimmte Spannung induziert.Diese Spannung ist proportional zur Bewe-gungsgeschwindigkeit des Mediums.
Phasenverschiebung der Sinusschwingung durch Coriolis Effekt=FC
FC = 2 m (v · )
*Schwingungsamplitude überzeichnet
ω
CorioliseffektverfahrenZur Erfassung des Coriolis-Effektes dienenzwei Sensorspulen.Ist kein Durchfluss vorhanden, zeichnen bei-de Sensoren das gleiche sinusf�rmige Signalauf.Sobald es zu einem Durchfluss kommt, wirktdie Coriolis-Kraft auf die str�menden Masse-partikel des Mediums ein und f�hrt zu einerVerformung des Messrohres und damit zueiner Phasenverschiebung zwischen denSensorsignalen.Die Sensoren messen die Phasenverschie-bung der sinusf�rmigen Schwingungen.Diese Phasenverschiebung ist direkt propor-tional zum Massedurchfluss.
Signalgeber A
Signalgeber B
Durchfluss-geschwindigkeit
Laufzeit 95,4949 μsvon A nach B
Laufzeit 95,5862 μsvon A nach B
Deltazeit91,29 μs
UltraschallverfahrenUltraschall-Durchflussmessger�te arbeitennach dem Laufzeitdifferenzverfahren.Dabei fungieren zwei schr�g gegen�berliegen-de Ultraschallsensoren abwechselnd als Sen-der und Empf�nger. So wird das Schallsignal,das wechselweise von beiden ausgeht, einmalvon der Str�mung beschleunigt und einmalgegen die Str�mung abgebremst.Die Differenz der Zeiten, die das Signal f�rdas Zur�cklegen der Messstrecke ben�tigt,ist direkt proportional zur mittleren Str�-mungsgeschwindigkeit, aus der sich derVolumendurchfluss errechnen l�sst.
A N
N
S
S
W
G
G = A + W
Schwebek�rperverfahrenMessger�te bestehen in der Regel aus einemsenkrecht stehenden konischen, transparen-ten Messrohr. Darin bewegt sich der Schwe-bek�rper frei auf und ab. Das zu messendeMedium str�mt von unten nach oben undhebt den Schwebek�rper an.Bei konstantem Durchfluss stabilisiert sichdie Lage des Schwebek�rpers, bis die an ihmangreifende Auftriebskraft (A), der Form-widerstand (W) und sein Gewicht (G) in derBalance sind.
IHK 106
12 Anlagentechnik
12
Format: A4 596 x 842 pts Original: 544.252 x 742.677 pts *setpagedevice*M:/Buch/HuT/3130/win/umbruch/03138 IHK/03138_kapitel 12_IHK_s110-137.3d***5.7.2013***13:32:2
Absperrventile in Eckform mit Flanschen und Stopfbuchsabdichtungshut-off valves angle pattern with flanges and gland seal