Ampel-Demonstrator
Autor: Alexander Hammelbeck & Alexander Thumann
Betreuer Prof. Dr. Mirek Göbel
Einleitung
Im Rahmen des Studiengangs Mechatronik der Hochschule Hamm-Lippstadt, wird im 7.Semester das Praktikum Produktionstechnik durchgeführt. Das Praktikum ist Teil des Schwerpunktes Global Production Engineering.
In diesem Praktikum geht es um die Realisierung eines mechatronischen Systems mit Hilfe einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) von Siemens. Diese SPS soll einen eigens entwickelten Ampel-Demonstrator steuern.
Aufgabenstellung
Die Aufgabe des Praktikums war es, ein Ampelmodell zu konstruieren und dies mit einer Siemens SPS (ET200SP) zu steuern.
Die Aufgabenstellung gliedert sich wie folgt:
Planung
- Anordnung der Ampeln und Straßen auf dem Modell
- Fußgänger und Radfahrwege
Aufbau
- SPS Hardware aufbauen und verkabeln
- Ampelkreuzung aufbauen und verkabeln
Programmierung
- Aktorik und Sensorik implementieren und verknüpfen
- Ampelsteuerung entwickeln
Dokumentation in SVN
- V-Modell-Anordnung der gesamten Unterlagen
Vorgehensweise nach V-Modell
Um strukturiert das Projekt angehen zu können, haben wir uns an die Vorgaben des V-Modells gehalten.
Das V-Modell ist im Folgenden abgebildet und die jeweiligen Unterpunkte werden ebenso erklärt.
Anforderungsdefinitionen
In den Anforderungsdefinitionen wird festgelegt, welche grundlegende Dinge im Voraus an das Projekt gestellt werden und auch einzuhalten sind.
Die Anforderungsdefinitionen sind in fünf Hauptpunkte unterteilt.
- Geometrie & Gewicht
- Aufbau
- Schnittstellen
- Software & Werkzeuge
- Dokumentation
Aus dem Bild der Anforderungsliste sind die jeweiligen Bedingungen für den Ampeldemonstrator zu entnehmen.
Hyperlink zum SVN:
Technischer Systementwurf
Komponentenspezifikation
Programmierung
Komponententest
Integrationstest
Systemtest
Abnahmetest
Test
Aufbau der Siemens SIMATIC S7
https://wiki.hshl.de/wiki/index.php/Praktikum_Siemens_SPS
CAD-Modell der Ampelanlage
Die acht Ampeln bestehen jeweils aus zwei Bauteilen, zum einen aus dem Standfuß und zum anderen aus der Säule. Der Standfuß dient einerseits zur Befestigung der Ampel auf der (50 x 50) cm großen Grundplatte und zur Halterung des Tasters. Die Säule dient als Aufnahme für die LED-Module. Beide Bauteile können formschlüssig durch leichten Druck gefügt werden, sodass eine Miniaturampel entsteht. Alle Teile wurden zuvor additiv mit Hilfe eines 3D-Druckers gefertigt. Dafür wurden die Bauteile (Standfuß und Säule) mit SOLIDWORKS konstruiert und in einem Dateiformat (STL) gespeichert, welches vom 3D-Drucker weiterverwendet werden kann.
Im Folgenden sind Darstellungen der CAD-Modelle.
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