LN-AU-010019
Industrielle Prozessautomatisierung: Regelung lernen an der Kompaktstation
Die Kompaktstation bildet vier fundamentale Regelstrecken der Verfahrenstechnik praxisnah ab. Erlernen Sie den gesamten Workflow – von der Analyse bis zur Regleroptimierung.

Die Regelung physikalischer Größen wie Druck, Temperatur, Füllstand und Durchfluss ist eine Kernaufgabe in der gesamten Prozessindustrie. Mit der kompakten IPA-Station von Lucas-Nülle bieten Sie Ihren Lernenden eine ideale Plattform, um diese essenziellen Fähigkeiten praxisnah zu erwerben.

An dieser Kompaktstation werden die vier fundamentalen Regelstrecken der Verfahrenstechnik realitätsgetreu abgebildet. Ihre Lernenden erfassen und steuern diese Strecken mit industrieller Sensorik und Aktorik – genau wie in der späteren beruflichen Praxis.

Der Kurs ermöglicht es den Lernenden, den gesamten Workflow der Regelungstechnik zu durchlaufen: von der Analyse einer Regelstrecke über die experimentelle Ermittlung von Reglerparametern bis hin zur Inbetriebnahme und Optimierung von P-, PI- und PID-Reglern. Dies entlastet Sie als Lehrende, da fertige Lerninhalte und eine robuste Systemarchitektur sofort einsetzbar sind. Die schnelle Rüstzeit und die einfache Bedienung machen die Vorbereitung zum Kinderspiel. 

So schaffen Sie eine effektive und motivierende Lernumgebung, die direkt auf die Anforderungen der Industrie vorbereitet.

Lernziele im Detail

Mit der IPA-Kompaktstation erwerben Ihre Lernenden fundierte, praxisrelevante Kompetenzen in der industriellen Prozessautomatisierung, direkt im Berufsleben anwendbar. Entdecken Sie unsere detaillierten Lernziele für eine umfassende Qualifizierung.

Sprungantworten und Systemanalyse

Untersuchung des Systemverhaltens durch experimentelle Daten und Diagramme.

Stromlaufpläne lesen und anwenden

Lernende lesen, verstehen und setzen komplexe Schaltpläne für Steuer- und Laststromkreise in eine
funktionierende Hardware-Schaltung um.

Systematische Fehlersuche durchführen

Lernende identifizieren anhand eines Stromlaufplans durch logisches Vorgehen und gezielte Messungen
Fehler in Schützsteuerungen schnell und effizient.

Schaltungen risikofrei im Simulator entwerfen und testen

Lernende nutzen den integrierten Schaltungssimulator, um Schaltungen per Drag & Drop schnell und einfach
zu entwerfen, deren Funktion zu verstehen und Spannungen sowie Ströme virtuell aufzuzeichnen.

Schnelle und systematische Fehlersuche beherrschen

Lernende erlernen die schnelle und systematische Fehlersuche, eine der wichtigsten Fähigkeiten von
Fachkräften in der betrieblichen Praxis, insbesondere durch die integrierte Fehlersimulation.

Schutzorgane fachgerecht integrieren

Lernende integrieren einen Motorschutzschalter und einen Not-Aus-Schalter fachgerecht in eine Steuerung
und testen deren Schutzfunktion praktisch.

Schwingungsdaten erfassen und analysieren

Lernende montieren Schwingungssensoren korrekt. Sie parametrieren die Diagnose-Software (VES004) und zeichnen Schwingungsdaten systematisch auf und speichern diese.

Sicherheitsbewusstes Arbeiten

Anwenden von DGUV-konformen Schutzmaßnahmen bei Arbeiten an spannungsführenden HV-Systemen.

Regelstrecken analysieren

Untersuchung statischer und dynamischer Kennwerte durch Messungen und Experimente.

Regelverhalten analysieren

Die Lernenden verstehen die Funktion der virtuellen Fahrspur und die Auswirkungen unterschiedlicher Lenkeinstellungen.

Regler entwerfen und optimieren

Anwendung von PID-Reglern und deren Parametrierung nach etablierten Einstellregeln.

Rechtliche Rahmenbedingungen

Die Schülerinnen, Schüler und Auszubildenden lernen die gesetzlichen Vorgaben und Haftungsfragen im Zusammenhang mit Fahrerassistenzsystemen kennen.

Praktische Wellenausrichtung durchführen

Lernende verstehen die Auswirkungen von Fehlausrichtungen. Sie führen die mechanische Justage eines Antriebsstrangs selbstständig und präzise durch.

Praxisbezogene Lösungen für Industrieprojekte erarbeiten

Lernende erarbeiten Schaltungen nicht isoliert, sondern als funktionale Lösungen für Teilsysteme von
Anlagen, was den Praxisbezug und die Motivation deutlich erhöht.

Prüfverfahren anwenden

Durchführung von Spannungs-, Isolations- und Potenzialausgleichsmessungen.

Klassische Regelungstechniken

Anwendung und Optimierung von Standardreglern zur Positions- und Winkelregelung.

Lagerschäden mit dem Lager-Assistenten diagnostizieren

Lernende nutzen den integrierten Lager-Assistenten der Software VES004. Dieser berechnet automatisch die typischen Fehlerfrequenzen für Wälzlager und vereinfacht die Diagnose von Lagerschäden erheblich.

Modellentwicklung in MATLAB-Simulink

Erstellen physikalischer Modelle und Simulationen für komplexe Regelstrecken.

Praktische Anwendung

Die Lernenden führen Experimente zur Inbetriebnahme, Kalibrierung und Diagnose des Fahrspurassistenten durch.

 

Praktische Applikationen

Simulation und Übertragung der Konzepte auf reale Szenarien wie Segway PT oder Containerbrücken.

Geschlossene Regelkreise evaluieren

Führungs- und Störverhalten beurteilen und optimieren.

Grundlagen der Regelungstechnik verstehen

Unterscheidung zwischen Steuerung und Regelung sowie deren Prinzipien.

Grundschaltungen der Motorsteuerung aufbauen

Lernende planen, verdrahten und nehmen eine Selbsthalteschaltung, eine Wendeschützschaltung und einen
Stern-Dreieck-Anlauf sowohl in der Simulation als auch mit Hardware in Betrieb.

Instandsetzungsarbeiten

Tausch von defekten Zellen und Überwachungselektronik.

Kenntnisse über HV-Batteriesysteme

Lernen Sie den Aufbau und die Funktion von Hochvoltbatterien sowie deren Komponenten kennen.

Echtzeit-Regelung

Einsatz von MATLAB-Simulink für die Parametrierung und Steuerung von Reglern in Echtzeitanwendungen.

Effiziente Problemlösung

Systematische Fehlersuche und -behebung in Hochvoltbatterien.

Fehleridentifikation durch Frequenzanalyse beherrschen

Lernende identifizieren spezifische Fehlerbilder wie Unwucht, Ausrichtfehler, Lager- und Getriebeschaden. Sie nutzen dabei deren charakteristische Frequenzsignaturen im FFT-Spektrum sicher.

Aufschwungregelung

Realisierung eines Reglers zur Stabilisierung des Pendelstabs aus der Ruheposition.

Auswirkungen mechanischer Fehler live untersuchen

Lernende erzeugen reproduzierbar typische Industriefehler wie Ausrichtfehler, Unwuchten sowie defekte Lager und Zahnräder. Sie untersuchen deren Auswirkungen live und entwickeln ein tiefes Verständnis für die Fehlerentstehung.

Features & Anwendung

Die IPA-Kompaktstation bietet Lehrenden vielseitige Anwendungen in der Prozessautomatisierung. Sie ermöglicht die effiziente Vermittlung komplexer Inhalte durch praxisnahe Szenarien. Entdecken Sie, wie unsere didaktischen Konzepte und Produktvorteile Ihren Unterricht unterstützen.
Vier Regelstrecken in einem kompakten System
Die kompakte Station integriert Kern-Regelstrecken der Prozessautomatisierung: Füllstand, Druck, Durchfluss, Temperatur. Als platzsparende, vielseitige Lösung ermöglicht sie Lernenden den praktischen Umgang mit Dynamik und Regelparametern, um komplexe Zusammenhänge anschaulich darzustellen.
Praxisnahe, industrielle Komponenten
Wir nutzen ausschließlich industrielle Sensoren und Aktoren (wie PT100, Füllstand- und Drucksensoren). So arbeiten Ihre Lernenden direkt mit der im Berufsleben relevanten Technologie, was hohe Praxisrelevanz und Transferkompetenz sichert sowie die Vermittlung branchenüblicher Standards erleichtert.
Didaktik der experimentellen Regleroptimierung
Lehren Sie die praxisrelevante, experimentelle Parameterermittlung zur Reglerinbetriebnahme. Sie zeichnen Sprungantworten auf und stimmen systematisch optimale P-, PI- oder PID-Parameter mittels empirischer Methoden (z. B. Ziegler/Nichols) ab. Ihr Ergebnis: ein strukturiertes, erprobtes Konzept.
Flexibles, steckbares Rohrleitungssystem
Das System ermöglicht Lernenden durch sein steckbares Rohrleitungssystem und manuelle Drei-Wege-Ventile, das Fließschema aktiv zu verändern und so Regelkreis-Konfigurationen (z. B. Kaskadenregelungen) selbst aufzubauen und zu verstehen. Dies ermöglicht vielfältige Experimente ohne großen Aufwand.
Offene Schnittstellen für diverse Steuerungssysteme
Die Kompaktstation ist ein offenes System, mit externen Reglern betreibbar. Kompatibel mit diversen Steuerungsplattformen wie industriellen SPS (z. B. Siemens S7-1200) oder universellen digitalen Reglern, garantiert sie Vielseitigkeit und integriert Ihre bestehende Hardware.
SPS-basierter, selbst programmierter PID-Regler
Lernende programmieren den PID-Regelalgorithmus in der SPS (TIA-Portal) selbst, implementieren mathematische Grundlagen der PID-Anteile und erlangen ein detailliertes Funktionsverständnis (inkl. Anti-Reset-Windup) – statt einer Black-Box-Lösung.
Multifunktionale Aktorik mit Pumpe und Heizung
Stellglieder sind eine drehzahlvariable Doppelmembran-Druckpumpe (0-10 V Analogsignal) für stetige Regelungen und eine 1000-Watt-Heizung mit Zweipunktregelung und Schalthysterese. Dies bietet Ihnen breite Experimentiermöglichkeiten für stetige und unstetige Regelungsarten.
Analyse von Sprungantworten mit virtuellen Instrumenten
LabSoft, unsere PC-Software mit virtuellen Instrumenten (z. B. Sprungantwort-Plotter), ermöglicht eine präzise Aufzeichnung und grafische Auswertung dynamischen Regelstreckenverhaltens zur experimentellen Parameterbestimmung und Reglerberechnung. So visualisieren Lernende komplexe Daten effektiv.
Darstellung im RI-Fließbild (P&ID)
Es wird die branchenübliche RI-Fließbild-Darstellung verfahrenstechnischer Anlagen sowie genormte Symbole für Sensoren, Aktoren und Regelfunktionen gelehrt – entscheidend zum Verständnis von Anlagenplänen. Diese Fähigkeit sichert die Handlungskompetenz von Prozess- und Automatisierungstechnikern.
SPS-Trainer mit integrierten Simulations- und Testfunktionen
Der SPS-Trainer (z. B. SIMATIC S7-1215C) ermöglicht mit integrierten Tastern und Potentiometern die Simulation von Sollwerten und digitalen Signalen. So können Lernende Regel- und Steuerfunktionen systematisch testen und in Betrieb nehmen.

Lieferumfang: alles für das perfekte Lehr- und Lernerlebnis

Art.-Nr.: LM9550
IPA Kompaktstation
Art.-Nr.: ST7200-3R
Mechatronik Aluprofil Wagen ohne Experimentierrahmen 60*76, 600x900x760mm (BTH)
Art.-Nr.: SO6200-2E
QuickChart IPA 1 Kompaktstation
Placeholder
Art.-Nr.: LN-AU-520000
IPA Kompaktstation
Art.-Nr.: CO3713-8T
SIMATIC S7-1215C + KTP700
Art.-Nr.: SO6200-5J
QuickChart Siemens SPS S7-1200 Board
Placeholder
Art.-Nr.: LN-AU-520001
SIMATIC S7-1215C + KTP700
Art.-Nr.: LM9061
Schnittstellenkabel 25-polig, Sub-D-Buchse/Stecker, 1,8 m
Art.-Nr.: SO5126-9A
Sicherheitsmessleitung 4mm, 100cm blau, 600 V, CAT III ~ 1000 V, CAT II / 32A
Art.-Nr.: SO5126-8U
Sicherheitsmessleitung 4mm, 100cm rot, 600 V, CAT III ~ 1000 V, CAT II / 32A
Art.-Nr.: SO5126-9H
Sicherheitsmessleitung 4mm, 150cm gelb, 600 V, CAT III ~ 1000 V, CAT II / 32A
Art.-Nr.: SO5126-9P
Sicherheitsmessleitung 4mm, 150cm grün, 600 V, CAT III ~ 1000 V, CAT II / 32A
Art.-Nr.: SO5126-9K
Sicherheitsmessleitung 4mm, 150cm blau, 600 V, CAT III ~ 1000 V, CAT II / 32A
Placeholder
Art.-Nr.: LN-AU-520002
Messleitungssatz Kompaktstation
Art.-Nr.: ST8003-1Y
Seitliche Experimentierrahmen-Erweiterung für A3-Platten
Art.-Nr.: ST8010-8M
Schutzhülle für den mobilen IMS-Experimentierstand 600mm mit Versuchsaufbau
Placeholder
Art.-Nr.: LN-AU-520003
Möbel Zubehör
Art.-Nr.: SO6001-7G
IPA Virtual Kompaktstation (Schullizenz)
Art.-Nr.: SH5003-6K
Handbuch IPA 1 Virtual Kompaktstation
Art.-Nr.: SO6200-2D
QuickChart IPA-Virtual
Placeholder
Art.-Nr.: LN-AU-520004
IPA Virtual Kompaktstation (Schullizenz)
Art.-Nr.: SO2805-4J
Interactive Lab Assistant: IPA 1 Kompaktstation
Art.-Nr.: LA9601
Konfiguration IPA1 - Kompaktstation
Art.-Nr.: SO6002-1X
Software STEP 7-Trainer Package 6x STEP 7, S7-Graph, S7-SCL, PLC-Sim
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  • Über den aktuellen Fortschritt Ihres Anliegens halten wir Sie per E-Mail auf dem Laufenden.
  • Rückfragen können jederzeit unter Angabe der RMA-Nummer erfolgen. Rufnummer +49 2273 567 4224 oder per E-Mail unter service@lucas-nuelle.de

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