Pumpensteuerung mit Füllstand interaktiv
In einen Behälter läuft ständig Flüssigkeit nach, eine Pumpe soll ihn leer halten. Zwei Schwimmerschalter schalten sie selbsttätig: Der obere schaltet die Pumpe ein, wenn der Behälter fast voll ist, der untere schaltet sie aus, wenn er fast leer ist. Dazwischen hält sich das Schütz selbst. Sieh zu, wie der Füllstand steigt und fällt, und sperr auch einmal den Zulauf.
Der Schaltplan braucht JavaScript. Die Erklärungen unten funktionieren auch ohne.
Pumpensteuerung mit Füllstand
Links der Hauptstromkreis mit der Pumpe und dem Behälter, rechts der Steuerstromkreis. Der Schalter S1 steht auf Automatik. Die Schwimmerschalter B1 (oben) und B2 (unten) betätigt die Flüssigkeit selbst. Mit dem Knopf unter dem Plan sperrst oder öffnest du den Zulauf. Mit Weiter gehst du die Schaltung Schritt für Schritt durch. In den nächsten Schritten hält der Füllstand dabei an, bis du etwas bedienst.
Die Bauteile im Plan
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Schwimmerschalter B1 (oben) und B2 (unten)
Ein Schwimmer hebt sich mit der Flüssigkeit und betätigt dabei einen Kontakt. Beide Schalter haben hier einen Schließer: Er ist geschlossen, solange die Flüssigkeit bis zu seinem Schwimmer reicht. Im Plan liegt B1 bei 80 % und B2 bei 20 % der Füllhöhe, als Striche an der Behälterwand. Das Zeichen, ein liegender Schwimmer an der Wirklinie, steht so im Schaltungsbuch von Eaton (Ausgabe 10/23, S. 9-30, „Schwimmerschalter, schließend“).
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Schütz Q1 mit Haltekontakt 13-14
Parallel zu B1 liegt der Schließer 13-14 von Q1, wie bei der Selbsthaltung der Haltekontakt parallel zum Ein-Taster. B1 übernimmt hier die Rolle des Ein-Tasters, B2 die des Aus-Tasters. Der Unterschied: Beide werden nicht von Hand betätigt, sondern vom Füllstand.
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Schalter S1 (Aus / Automatik)
Ein rastender Schalter. Steht er auf Aus, kann die Pumpe nicht anlaufen, egal wie voll der Behälter ist.
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Meldeleuchte P1 (Pumpe läuft)
Sie hängt am Schließer 23-24 von Q1 und leuchtet, solange das Schütz angezogen hat, wie bei den Meldeleuchten.
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Sicherungen F1 und F3, Motorschutzrelais F2, Pumpe M1
F1 schützt den Hauptstromkreis, F3 den Steuerstromkreis. F2 unterbricht bei Überlast mit seinem Öffner 95-96 den Steuerstromkreis. M1 ist der Drehstrommotor der Pumpe.
Warum zwei Schaltpunkte?
Mit nur einem Schwimmerschalter liefe die Pumpe an, sobald der Füllstand ihn erreicht, und stünde wieder, sobald er knapp darunter sinkt. Bei ständigem Zulauf schaltete sie dann in kurzen Abständen ein und aus. Mit zwei Schaltpunkten und dem Haltekontakt läuft sie einmal lange und steht danach lange. Der Abstand zwischen Ein- und Ausschaltpunkt heißt Schaltdifferenz oder Hysterese. Dasselbe Prinzip zeigt das Schaltungsbuch von Eaton an der Heizung eines Vorratsbehälters: Einschalten bei der unteren Temperatur, Selbsthaltung, Ausschalten bei der oberen (Ausgabe 10/23, S. 4-28 und 4-29). Mehr dazu auf der Seite Regelungstechnik-Grundlagen mit einem Zweipunktregler zum Ausprobieren.
Selbsthaltung zum Ausprobieren →Schütz mit Ein- und Aus-Taster: sehen, wie der Haltekontakt die Spule versorgt. Schütz in 3D zerlegt →Spule, Anker und Kontakte: So schaltet ein Schütz, mit Knopf zum Ein- und Ausschalten. SPS lernen: alle Seiten im Überblick → 5 SPS-Seiten in KOP und FUP, dazu Pumpensteuerung, Regelungstechnik, Trainerfragen und Arbeitsblatt.Weitere Schaltungen
Dahlanderschaltung zum Ausprobieren → Zwei Drehzahlen mit einer Wicklung: Dreieck für langsam, Doppelstern für schnell. Stern-Dreieck-Wendeschaltung zum Ausprobieren → Rechts oder links, erst Stern, dann Dreieck: vier Schütze und ein Zeitrelais. Stern-Dreieck-Schaltung zum Ausprobieren → Anlauf im Stern, Betrieb im Dreieck: die Umschaltung live im Plan. Wendeschützschaltung zum Ausprobieren → Rechts- und Linkslauf mit zwei Schützen: sehen, wie die Verriegelung wirkt. Selbsthaltung zum Ausprobieren → Schütz mit Ein- und Aus-Taster: sehen, wie der Haltekontakt die Spule versorgt.Warum schaltet der untere Schwimmerschalter mit einem Schließer ab?
Der Schließer von B2 ist geschlossen, solange Flüssigkeit im Behälter steht, und öffnet, wenn der Füllstand fällt. Die Pumpe wird also abgeschaltet, indem der Strompfad zur Spule unterbrochen wird. Reißt eine Ader zu B2 ab, bleibt die Pumpe ebenfalls stehen, statt leer weiterzulaufen. Das Schaltungsbuch von Eaton nennt „Stillsetzen durch Entregung (drahtbruchsicher)“ als erprobte Schaltungstechnik (Ausgabe 10/23, S. 10-28).
Was passiert, wenn das Motorschutzrelais ausgelöst hat?
Q1 fällt ab, und die Pumpe steht. Der Behälter füllt sich weiter. Hier im Plan bleibt F2 ausgelöst, bis jemand es zurückstellt. Das ist wichtig: Ein Schwimmerschalter gibt einen Dauerbefehl. Laut Eaton-Schaltungsbuch muss bei Dauerkontaktgabe ein Motorschutzrelais mit Wiedereinschaltsperre verwendet werden, damit der Motor nicht von selbst wieder anläuft (Ausgabe 10/23, S. 3-18).
Ist das eine Steuerung oder eine Regelung?
Die Schwimmerschalter melden den Füllstand an die Schaltung zurück, und die Pumpe wirkt wieder auf den Füllstand. Der Wirkungsweg ist also geschlossen: Im Sinne der Regelungstechnik ist das ein Zweipunktregler für den Füllstand. Im Sprachgebrauch der Werkstatt heißt so etwas trotzdem meist Pumpensteuerung.
Spielt die Drehrichtung der Pumpe eine Rolle?
Ja. Das Eaton-Schaltungsbuch nennt Pumpen als Beispiel für Motoren, bei denen die Drehrichtung von Bedeutung ist. Bei ortsveränderlichen Motoren lässt sich das Drehfeld deshalb mit einem Phasenfolgerelais überwachen (Ausgabe 10/23, S. 2-34). Im Plan läuft die Pumpe im Rechtslauf.
Reicht diese Schaltung für eine echte Pumpenanlage?
Nein. Sie zeigt nur das Prinzip mit zwei Schaltpunkten und Selbsthaltung. Wie die Schwimmerschalter beschaltet werden, wo sie hängen und welche Schaltdifferenz sie haben, steht in den Unterlagen des Herstellers. Oft kommen weitere Teile dazu, zum Beispiel ein Hand-Aus-Automatik-Schalter, eine Störmeldung bei Überlauf oder ein Schutz gegen Trockenlauf.
Zum Plan: Er zeigt die Schaltung als vereinfachten Stromlaufplan in aufgelöster Darstellung, angelehnt an die Ausbildung. Der Schutzleiter zum Motor ist weggelassen. Die Steuerspannung ist hier 230 V zwischen L1 und N, in echten Anlagen gibt es oft einen Steuertransformator und andere Steuerspannungen. Behälter, Zulauf und Füllstand sind nur als Anzeige gezeichnet und stark verkürzt: Der Zulauf füllt den leeren Behälter in 16 Sekunden, die Pumpe leert den vollen in 6 Sekunden. Im Plan schaltet jeder Schwimmer ein kleines Stück unter seinem Einschaltpunkt zurück (4 % der Füllhöhe), das ist ein Wert nur für die Darstellung. Kennzeichnung und Klemmenbezeichnung können abweichen. Ein Plan ersetzt keine Planung der Anlage.
Diese Schaltung auf der eigenen Seite einbinden
Für Lernplattformen wie Moodle, Schul- und Ausbildungsseiten: Diese Schaltung läuft dann direkt auf deiner Seite, kostenlos, werbefrei, ohne Tracking.
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Einzige Bitte: den Textlink unter dem Rahmen stehen lassen.