Ampeldemonstrator Erweiterung

Autor:	Justin Ebbesmeier, Timo Kofler, Jannik Kemper, Maha Chraiji
Betreuer:	Prof. Dr. M. Wibbeke, Marc Ebmeyer

Einleitung

Das Praktikum Produktionstechnik im Schwerpunkt Global Production Engineering findet im 7. Semester des Studiengangs Mechatronik an der Hochschule Hamm-Lippstadt statt. Dabei entwickeln die Studierenden ein mechatronisches System, das mit einer Siemens-SPS gesteuert wird. Als Beispielprojekt dient ein eigens entworfener Ampel-Demonstrator.

Aufgabenstellung

Im Praktikum wurde eine bestehende Ampelanlage mithilfe einer Siemens-SPS erweitert und in ein Human Machine Interface (HMI) integriert. Ziel war es, die Steuerung der Anlage praxisnah zu digitalisieren und zusätzliche Funktionen für den Verkehrsfluss zu entwickeln.

Die Aufgaben waren:

• Digitale Ansteuerung der Ampelanlage über die SPS
• Integration der Ampelanlage ins HMI zur Bedienung und Visualisierung
• Verkehrsfluss-Steuerung mit Simulation der Fußgänger-Taster
• Vergabe von Straßennamen (Hauptstraße und Bundesstraße) zur besseren Übersicht im HMI
• Anzeige der Zustände und Detektionen direkt im HMI

Anforderungen

Damit die Ampelanlage über das HMI korrekt gesteuert werden kann, muss die Schnittstelle zwischen der Siemens-SPS und der Visualisierung eindeutig eingerichtet werden. Dazu werden die Ausgänge der Ampel (Rot, Gelb, Grün) sowie die Eingangssignale der Sensoren klar definiert und mit den entsprechenden Variablen im HMI verknüpft. Die Buttons im HMI greifen direkt auf diese Steuerungsvariablen zu, sodass durch einen Klick eine konkrete Aktion, wie beispielsweise das Umschalten der Ampel, ausgelöst wird. Gleichzeitig müssen die aktuellen Zustände der Ampel und die Detektionen der Sensoren zurückgemeldet und im HMI angezeigt werden. Nur durch diese saubere Zuordnung von Ein- und Ausgängen ist gewährleistet, dass Steuerung und Anzeige synchron laufen und die Bedienung über das HMI zuverlässig funktioniert.

Umsetzung in das HMI

Die Ampelschaltung wurde so in das SIMATIC HMI umgesetzt, dass eine übersichtliche Bedienung und eine klare Visualisierung aller Verkehrsbereiche gewährleistet ist. In der Home-Ansicht steht dem Benutzer eine zentrale Startoberfläche zur Verfügung. Über zwei große Schaltflächen können hier die Bereiche Bundesstraße und Hauptstraße ausgewählt werden. Zusätzlich befindet sich in dieser Ansicht eine globale Stop-Taste, mit der das gesamte System jederzeit angehalten werden kann. Über diese Seite ist eine einfache Navigation zu den einzelnen Kreuzungsansichten möglich.

Abb. 01: Home Ansicht

Zusammenfassung

Lessons Learned

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