Steuerung der automatischen Legostein-Montieranlage - Versionsgeschichte

Mirekgoebel am 22. Oktober 2019 um 13:40 Uhr

2019-10-22T13:40:02Z

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	Dieser Artikel ist im Rahmen des Praktikums "Produktionstechnik" im 7. Semester MTR WS 17/18 entstanden. Der Artikel dient zur Dokumentation der Arbeitsergebnisse des Praktikums zum Thema "Steuerung der automatischen Legostein-Montieranlage" und soll einer schnellen Einarbeitung in das Thema dienen.		Dieser Artikel ist im Rahmen des Praktikums "Produktionstechnik" im 7. Semester MTR WS 17/18 entstanden. Der Artikel dient zur Dokumentation der Arbeitsergebnisse des Praktikums zum Thema "Steuerung der automatischen Legostein-Montieranlage" und soll einer schnellen Einarbeitung in das Thema dienen.

	Wir bedanken uns hiermit ganz besonders bei PHOENIXCONTACT für die großzügige Spende der SPS-~~KOMPONENTEN~~!		Wir bedanken uns hiermit ganz besonders bei PHOENIXCONTACT für die großzügige Spende der SPS-Komponenten!

	Das Ziel dieser Gruppe ist es, die einzelnen Komponenten der Legostein-Montieranlage mithilfe einer SPS zum Leben zu erwecken. Der Artikel dokumentiert die hierzu notwendigen Vorbereitungen und Schritte.		Das Ziel dieser Gruppe ist es, die einzelnen Komponenten der Legostein-Montieranlage mithilfe einer SPS zum Leben zu erwecken. Der Artikel dokumentiert die hierzu notwendigen Vorbereitungen und Schritte.

Mirekgoebel am 22. Oktober 2019 um 13:39 Uhr

2019-10-22T13:39:06Z

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	'''Hauptartikel:''' [~~http~~://~~193~~.~~175~~.~~248.52~~/wiki/index.php/Automatische_Legostein-Montieranlage Automatische Legostein Montieranlage]		'''Hauptartikel:''' [https://wiki.hshl.de/wiki/index.php/Automatische_Legostein-Montieranlage Automatische Legostein Montieranlage]

	'''Autoren:''' [[Benutzer:Philip Struemper\|Philip Strümper]], [[Benutzer:Marcel Mertens\|Marcel Mertens]]		'''Autoren:''' [[Benutzer:Philip Struemper\|Philip Strümper]], [[Benutzer:Marcel Mertens\|Marcel Mertens]]
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	== Einleitung ==		== Einleitung ==
	Dieser Artikel ist im Rahmen des Praktikums "Produktionstechnik" im 7. Semester MTR WS 17/18 entstanden. Der Artikel dient zur Dokumentation der Arbeitsergebnisse des Praktikums zum Thema "Steuerung der automatischen Legostein-Montieranlage" und soll einer schnellen Einarbeitung in das Thema dienen.		Dieser Artikel ist im Rahmen des Praktikums "Produktionstechnik" im 7. Semester MTR WS 17/18 entstanden. Der Artikel dient zur Dokumentation der Arbeitsergebnisse des Praktikums zum Thema "Steuerung der automatischen Legostein-Montieranlage" und soll einer schnellen Einarbeitung in das Thema dienen.

			Wir bedanken uns hiermit ganz besonders bei PHOENIXCONTACT für die großzügige Spende der SPS-KOMPONENTEN!

	Das Ziel dieser Gruppe ist es, die einzelnen Komponenten der Legostein-Montieranlage mithilfe einer SPS zum Leben zu erwecken. Der Artikel dokumentiert die hierzu notwendigen Vorbereitungen und Schritte.		Das Ziel dieser Gruppe ist es, die einzelnen Komponenten der Legostein-Montieranlage mithilfe einer SPS zum Leben zu erwecken. Der Artikel dokumentiert die hierzu notwendigen Vorbereitungen und Schritte.

Marcel Mertens: /* Programmierung Legostein-Montieranlage */

2018-02-28T14:35:59Z

Programmierung Legostein-Montieranlage

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	Um die Ablaufsprache zu implementieren, werden interne Schritte gesetzt. Dies geschiet mit der FUP-Programmiersprache Angefangen wird mit dem Initaialschritt 0. Auf der folgenen Abbildung ist der Auszug aus dem Programm zu sehen. Die erste Transition die erfüllt werden muss ist eine große UND-Verknüpfung. Wenn diese erfüllt ist, wird der Motor von dem Greifer =1 gesetzt. Somit fährt der Greifer in Rictung Aufnahmeposition. Erreicht der Greifer diese, wird der SR-Baustein für den Motor wieder deaktiviert. Intern wird der Schritt 1 gesetzt.		Um die Ablaufsprache zu implementieren, werden interne Schritte gesetzt. Dies geschiet mit der FUP-Programmiersprache Angefangen wird mit dem Initaialschritt 0. Auf der folgenen Abbildung ist der Auszug aus dem Programm zu sehen. Die erste Transition die erfüllt werden muss ist eine große UND-Verknüpfung. Wenn diese erfüllt ist, wird der Motor von dem Greifer =1 gesetzt. Somit fährt der Greifer in Rictung Aufnahmeposition. Erreicht der Greifer diese, wird der SR-Baustein für den Motor (Aufnahme_Band) wieder deaktiviert. Intern wird der Schritt 1 gesetzt.

	Wenn Schritt 1 aktiviert worden ist, kann der Greifer nun nach unten fahren. Auch dies wird mit einer UND-Verknüfung durchgeführt. Erreicht der Greifer die Endlage unten, läuft eine Zeit ab. Um Zeitfunktionen zu nutzen wird ein TON-Baustein verwendet. Dies ist eine Zeitverzögerung. In dem Parameter Time_Greifer kann die Wartezeit in der unteren Endlage definiert werden. In dieser Wartezeit greift der Greifer unten den Legostein. Nach Ablauf der Wartezeit wird intern der Schritt 2 gesetzt.		Wenn Schritt 1 aktiviert worden ist, kann der Greifer nun nach unten fahren. Auch dies wird mit einer UND-Verknüfung durchgeführt. Erreicht der Greifer die Endlage unten, läuft eine Zeit ab. Um Zeitfunktionen zu nutzen wird ein TON-Baustein verwendet. Dies ist eine Zeitverzögerung. In dem Parameter Time_Greifer kann die Wartezeit in der unteren Endlage definiert werden. In dieser Wartezeit greift der Greifer unten den Legostein. Nach Ablauf der Wartezeit wird intern der Schritt 2 gesetzt.

Philip Struemper: /* Belegung der Reihenklemmen */

2018-02-28T13:10:31Z

Belegung der Reihenklemmen

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	===Belegung der Reihenklemmen===		===Belegung der Reihenklemmen===

	Die im unteren Bereich des Schaltschranks befindlichen Reihenklemmen bieten die Schnittstelle zwischen den einzelnen Modulen und Komponenten und der SPS. Der Belegungsplan trägt die Reihenklemmen von links nach rechts aufsteigend nummeriert mit deren Funktionen auf. Klemmen 1-20 dienen der Spannungsversorgung der Module. Abbildung 18 zeigt den Belegungsplan der Reihenklemmen für die Ein- und Ausgänge der SPS. Ein vollständiger Belegungsplan findet sich unter "Dateien". Abbildung 19 und Abbildung 20 zeigen jeweils die Variablenbelegung für die Ein- und Ausgänge der SPS.		Die im unteren Bereich des Schaltschranks befindlichen Reihenklemmen bieten die Schnittstelle zwischen den einzelnen Modulen und Komponenten und der SPS. Der Belegungsplan trägt die Reihenklemmen von links nach rechts aufsteigend nummeriert mit deren Funktionen auf. Klemmen 1-20 dienen der Spannungsversorgung der Module. Abbildung 16 zeigt den Belegungsplan der Reihenklemmen für die Ein- und Ausgänge der SPS. Ein vollständiger Belegungsplan findet sich unter "Dateien". Abbildung 17 und Abbildung 18 zeigen jeweils die Variablenbelegung für die Ein- und Ausgänge der SPS.

Philip Struemper: /* Ansteuerung Schrittmotor */

2018-02-28T13:07:53Z

Ansteuerung Schrittmotor

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	[https://de.wikipedia.org/wiki/Signalflanke Signalflanke] </ref>.		[https://de.wikipedia.org/wiki/Signalflanke Signalflanke] </ref>.

	Durch die beiden Zeitverzögerungen wird ein Flankensignal in Form einer Rechteckspannung generiert. Abbildung 15 zeigt schematisch den generierten Spannungsverlauf über die Zeit. Der Parameter Zeit1 beschreibt die jeweilige Länge der high und low Signale. Der Zähler gibt vor, wie viele Flanken er generiern soll. Je nach Farbe wird ein neuer Wert in den Zähler geschrieben. Der verwendete Zähler ist ein Abwärtszähler. Erreicht der Zähler null so werden keine Flanken mehr generiert. Die Variabel Testausgang wird auf den [http://193.175.248.52/wiki/index.php/Geckodrive_Schrittmotortreiber GeckoDrive] gelegt.		Durch die beiden Zeitverzögerungen wird ein Flankensignal in Form einer Rechteckspannung generiert. Abbildung 13 zeigt schematisch den generierten Spannungsverlauf über die Zeit. Der Parameter Zeit1 beschreibt die jeweilige Länge der high und low Signale. Der Zähler gibt vor, wie viele Flanken er generiern soll. Je nach Farbe wird ein neuer Wert in den Zähler geschrieben. Der verwendete Zähler ist ein Abwärtszähler. Erreicht der Zähler null so werden keine Flanken mehr generiert. Die Variabel Testausgang wird auf den [http://193.175.248.52/wiki/index.php/Geckodrive_Schrittmotortreiber GeckoDrive] gelegt.
	[[Datei:Signalflanke.png\|gerahmt\|zentriert\|Abbildung 12: Programmierung Schrittmotor]]		[[Datei:Signalflanke.png\|gerahmt\|zentriert\|Abbildung 12: Programmierung Schrittmotor]]
	[[Datei:Rechteckspannung.png\|gerahmt\|zentriert\|Abbildung 13: Rechtecksignal]]		[[Datei:Rechteckspannung.png\|gerahmt\|zentriert\|Abbildung 13: Rechtecksignal]]

Philip Struemper: /* Schaltschrankmontage */

2018-02-28T13:07:35Z

Schaltschrankmontage

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	===Schaltschrankmontage===		===Schaltschrankmontage===

	Ein weiterer Meilenstein ist der Schaltschrank. Hierzu wurde ein Schaltschrank in den Maßen 600mm x 500mm x 210mm beschafft. Dieser wurde auf einer Holzplatte direkt am Tisch montiert. Die Abbildung zeigt die Anbringung des Schaltschrankes direkt am Tisch. Um die Spannungsversorgung im Notfall zu unterbrechen ist ein Not-Aus Schalter montiert. Um das Programm zu starten ist auf dem Schaltschrank ein An-Aus Wippschalter montiert.		Ein weiterer Meilenstein ist der Schaltschrank. Hierzu wurde ein Schaltschrank in den Maßen 600mm x 500mm x 210mm beschafft. Dieser wurde auf einer Holzplatte direkt am Tisch montiert. Die Abbildung 14 zeigt die Anbringung des Schaltschrankes direkt am Tisch. Um die Spannungsversorgung im Notfall zu unterbrechen ist ein Not-Aus Schalter montiert. Um das Programm zu starten ist auf dem Schaltschrank ein An-Aus Wippschalter montiert.

	[[Datei:Schaltschrank Montage.jpg\|gerahmt\|zentriert\|Abbildung 14: Schaltschrank Montage]]		[[Datei:Schaltschrank Montage.jpg\|gerahmt\|zentriert\|Abbildung 14: Schaltschrank Montage]]

Philip Struemper: /* Schaltschrankausbau */

2018-02-28T13:07:10Z

Schaltschrankausbau

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Zeile 296:		Zeile 296:
	===Schaltschrankausbau===		===Schaltschrankausbau===

	In der folgenden Abbildung ist der fertige Schaltschrank von innen zu sehen.Die SPS wurde auf Hutschienen montiert. Der Analog-Baustein ist ebenfalls montiert, da ansonsten ein "Bus-Fehler" entsteht. Auf den untenliegenden Reihenklemmen gibt es jeweils zehn Steckplätze für die Versorgungsspannung +24V und zehn weitere für 0V. Die folgenden 21 Reihenklemmen bilden elf Ausgänge und zehn Eingänge der [http://193.175.248.52/wiki/index.php/Phoenix_Contact_AXC_Trainer_1050_PN SPS] ab und dienen als Schnittstelle zu den einzelnen Komponenten. Für die Spannungsversorgung ist ein Netzteil im Schaltschrank verbaut. Links neben dem Netzteil finden sich die Relais für die Relaisschaltungen des Greiferportals und des Förderbandes.		In der folgenden Abbildung 15 ist der fertige Schaltschrank von innen zu sehen.Die SPS wurde auf Hutschienen montiert. Der Analog-Baustein ist ebenfalls montiert, da ansonsten ein "Bus-Fehler" entsteht. Auf den untenliegenden Reihenklemmen gibt es jeweils zehn Steckplätze für die Versorgungsspannung +24V und zehn weitere für 0V. Die folgenden 21 Reihenklemmen bilden elf Ausgänge und zehn Eingänge der [http://193.175.248.52/wiki/index.php/Phoenix_Contact_AXC_Trainer_1050_PN SPS] ab und dienen als Schnittstelle zu den einzelnen Komponenten. Für die Spannungsversorgung ist ein Netzteil im Schaltschrank verbaut. Links neben dem Netzteil finden sich die Relais für die Relaisschaltungen des Greiferportals und des Förderbandes.

	[[Datei:Schaltschrank innen.jpg\|gerahmt\|zentriert\|Abbildung 15: Schaltschrank Innenansicht]]		[[Datei:Schaltschrank innen.jpg\|gerahmt\|zentriert\|Abbildung 15: Schaltschrank Innenansicht]]

Philip Struemper: /* Ansteuerung Schrittmotor */

2018-02-28T13:06:42Z

Ansteuerung Schrittmotor

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	[https://de.wikipedia.org/wiki/Signalflanke Signalflanke] </ref>.		[https://de.wikipedia.org/wiki/Signalflanke Signalflanke] </ref>.

	Durch die beiden Zeitverzögerungen wird ein Flankensignal in Form einer Rechteckspannung generiert. Abbildung 15 zeigt schematisch den generierten Spannungsverlauf über die ~~ZeitDer~~ Parameter Zeit1 beschreibt die jeweilige Länge der high und low. Der Zähler gibt vor wie viele Flanken er generiern soll. Je nach Farbe wird ein neuer Wert in den Zähler geschrieben. Der verwendete Zähler ist ein Abwärtszähler. Erreicht der Zähler null so werden keine Flanken mehr generiert. Die Variabel Testausgang wird auf den [http://193.175.248.52/wiki/index.php/Geckodrive_Schrittmotortreiber GeckoDrive] gelegt.		Durch die beiden Zeitverzögerungen wird ein Flankensignal in Form einer Rechteckspannung generiert. Abbildung 15 zeigt schematisch den generierten Spannungsverlauf über die Zeit. Der Parameter Zeit1 beschreibt die jeweilige Länge der high und low Signale. Der Zähler gibt vor, wie viele Flanken er generiern soll. Je nach Farbe wird ein neuer Wert in den Zähler geschrieben. Der verwendete Zähler ist ein Abwärtszähler. Erreicht der Zähler null so werden keine Flanken mehr generiert. Die Variabel Testausgang wird auf den [http://193.175.248.52/wiki/index.php/Geckodrive_Schrittmotortreiber GeckoDrive] gelegt.
	[[Datei:Signalflanke.png\|gerahmt\|zentriert\|Abbildung 12: Programmierung Schrittmotor]]		[[Datei:Signalflanke.png\|gerahmt\|zentriert\|Abbildung 12: Programmierung Schrittmotor]]
	[[Datei:Rechteckspannung.png\|gerahmt\|zentriert\|Abbildung 13: Rechtecksignal]]		[[Datei:Rechteckspannung.png\|gerahmt\|zentriert\|Abbildung 13: Rechtecksignal]]

Philip Struemper: /* Ansteuerung Vibrationswendelförderer */

2018-02-28T13:05:38Z

Ansteuerung Vibrationswendelförderer

← Nächstältere Version		Version vom 28. Februar 2018, 13:05 Uhr
Zeile 263:		Zeile 263:
	=== Ansteuerung Vibrationswendelförderer ===		=== Ansteuerung Vibrationswendelförderer ===

	Um den Vibrationswendelförder abschalten zu können wird dieser ebenfalls in die Programmierung mit einbezogen. Da sich am Auslass des Wendelförderers eine Lichtschranke befindet, wird diese eingelesen. Um den Wendelförderer nicht immer einzuschalten wird mit einer Hysterese gearbeitet.		Um den Vibrationswendelförder abschalten zu können, wird dieser ebenfalls in die Programmierung mit einbezogen. Da sich am Auslass des Wendelförderers eine Lichtschranke befindet, wird diese eingelesen. Um den Wendelförderer nicht immer einzuschalten wird mit einer Hysterese gearbeitet.

	Der [https://de.wikipedia.org/wiki/Hysterese#Zweipunktregler Zweipunktregler] ist ein typisches Beispiel. Trägt man die Ursache (Eingangsgröße) auf einer horizontalen Achse auf, sowie die Wirkung (Ausgangsgröße) auf der vertikalen Achse, so weist die Kurve zwei waagerechte Level auf. Der Übergang vom oberen auf den unteren Level findet bei einem niedereren x-Achsen-Punkt statt als der Übergang von unten nach oben, wodurch eine Hysterese erkennbar wird.		Der [https://de.wikipedia.org/wiki/Hysterese#Zweipunktregler Zweipunktregler] ist ein typisches Beispiel. Trägt man die Ursache (Eingangsgröße) auf einer horizontalen Achse auf, sowie die Wirkung (Ausgangsgröße) auf der vertikalen Achse, so weist die Kurve zwei waagerechte Level auf. Der Übergang vom oberen auf den unteren Level findet bei einem niedereren x-Achsen-Punkt statt als der Übergang von unten nach oben, wodurch eine Hysterese erkennbar wird.

Philip Struemper: /* Ablaufsteuerung */

2018-02-28T13:04:12Z

Ablaufsteuerung

← Nächstältere Version		Version vom 28. Februar 2018, 13:04 Uhr
Zeile 239:		Zeile 239:
	Um die Ablaufsprache zu implementieren, werden interne Schritte gesetzt. Dies geschiet mit der FUP-Programmiersprache Angefangen wird mit dem Initaialschritt 0. Auf der folgenen Abbildung ist der Auszug aus dem Programm zu sehen. Die erste Transition die erfüllt werden muss ist eine große UND-Verknüpfung. Wenn diese erfüllt ist, wird der Motor von dem Greifer =1 gesetzt. Somit fährt der Greifer in Rictung Aufnahmeposition. Erreicht der Greifer diese, wird der SR-Baustein für den Motor wieder deaktiviert. Intern wird der Schritt 1 gesetzt.		Um die Ablaufsprache zu implementieren, werden interne Schritte gesetzt. Dies geschiet mit der FUP-Programmiersprache Angefangen wird mit dem Initaialschritt 0. Auf der folgenen Abbildung ist der Auszug aus dem Programm zu sehen. Die erste Transition die erfüllt werden muss ist eine große UND-Verknüpfung. Wenn diese erfüllt ist, wird der Motor von dem Greifer =1 gesetzt. Somit fährt der Greifer in Rictung Aufnahmeposition. Erreicht der Greifer diese, wird der SR-Baustein für den Motor wieder deaktiviert. Intern wird der Schritt 1 gesetzt.

	Im Schritt 1 aktiviert worden ist, kann der Greifer nun nach unten fahren. Auch dies wird mit einer UND-Verknüfung durchgeführt. Erreicht der Greifer die Endlage unten läuft eine Zeit ab. Um Zeitfunktionen zu nutzen wird ein TON-Baustein verwendet. Dies ist eine Zeitverzögerung. In dem Parameter Time_Greifer kann die Wartezeit in der unteren Endlage definiert werden. In dieser Wartezeit greift der Greifer unten den Legostein. Nach Ablauf der Wartezeit wird intern der Schritt 2 gesetzt.		Wenn Schritt 1 aktiviert worden ist, kann der Greifer nun nach unten fahren. Auch dies wird mit einer UND-Verknüfung durchgeführt. Erreicht der Greifer die Endlage unten, läuft eine Zeit ab. Um Zeitfunktionen zu nutzen wird ein TON-Baustein verwendet. Dies ist eine Zeitverzögerung. In dem Parameter Time_Greifer kann die Wartezeit in der unteren Endlage definiert werden. In dieser Wartezeit greift der Greifer unten den Legostein. Nach Ablauf der Wartezeit wird intern der Schritt 2 gesetzt.

	[[Datei:Schritt1.jpg\|gerahmt\|zentriert\|Abbildung 7: Schrittsteuerung Schritt 1]]		[[Datei:Schritt1.jpg\|gerahmt\|zentriert\|Abbildung 7: Schrittsteuerung Schritt 1]]

	Nach dem intern setzten des zweiten Schrittes erfolgt nun die Rückführung der Legosteine. Wenn der Greifer in der oberen Endlage ist, entscheidet sich das Programm zu welcher Position der Greifer fahren soll. Zur Auswahl stehen zwei Möglichkeiten. Die erste Möglichkeit ist ~~sind~~ die " Schlechtteile " und die andern " Gutteile ". In dem Probelauf wurden die blauen, gelben und roten Legosteine als Gutteile betrachtet. Die schwarzen Legosteine sind in diesm Fall die Schlechtteile.		Nach dem intern setzten des zweiten Schrittes, erfolgt nun die Rückführung der Legosteine. Wenn der Greifer in der oberen Endlage ist, entscheidet sich das Programm zu welcher Position der Greifer fahren soll. Zur Auswahl stehen zwei Möglichkeiten. Die erste Möglichkeit ist die " Schlechtteile " und die andern " Gutteile ". In dem Probelauf wurden die blauen, gelben und roten Legosteine als Gutteile betrachtet. Die schwarzen Legosteine sind in diesm Fall die Schlechtteile.

	Nach der Entscheidung der Farbe wird der Motor nun in die Gegenseitige Richtung bewegt. Dies passiert wieder durch ein SR-Glied. Ist die korrekte Position erreicht, so bleibt der Motor stehen und der Greifer öffnet sich. Nun kan der Greifer den nächsten Legostein aufsammeln.		Nach der Entscheidung der Farbe wird der Motor nun in die Gegenseitige Richtung bewegt. Dies passiert wieder durch ein SR-Glied. Ist die korrekte Position erreicht, so bleibt der Motor stehen und der Greifer öffnet sich. Nun kan der Greifer den nächsten Legostein aufsammeln.