Reflow-Ofen mit PLC Next Control AXC F 2152

Autoren: Julian Gärtner, Fabian Müller

Betreuer Prof. Dr. Mirek Göbel & Marc Ebmeyer

Wintersemester 2021/2022

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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.

Vorgehensweise nach V-Modell

Abbildung 2: V-Modell

Damit eine strukturierte Vorgehensweise zur Bearbeitung des Projektes sichergestellt werden kann, wird dieses nach den Vorgaben des V-Modells (vgl. Abbildung 2) durchgeführt.

Anforderungsdefinition

In der Anforderungsdefinition werden konkrete Eigenschaften des Systems definiert. Dies können beispielsweise Eckdaten wie Gewicht, räumliche Abmessung oder Ähnliches sein. Außerdem wird festgelegt, was die Aufgabe des Systems ist.

Funktionaler Systementwurf

Der funktionale Systementwurf stellt die Struktur des Gesamtsystems grob dar. Einzelne Baugruppen werden miteinander zu einem Gesamtsystem verknüpft. Konkrete Schnittstellen werden in diesem Schritt noch nicht angegeben.

Abbildung 3: Funktionaler Systementwurf

Technischer Systementwurf

Der technische Systementwurf stellt ebenfalls die Struktur des Gesamtsystems dar. Verglichen mit dem funktionalen Systementwurf ist der Detaillierungsgrad jedoch größer. Die Schnittstellen, welche im Folgenden realisiert werden sollen, sind hier bereits angegeben.

Abbildung 4: Technischer Systementwurf

Komponentenspezifikation

Bei der Komponentenspezifikation werden technische Daten geplant und exakt angegeben. Dies umfasst beispielsweise die Ein- und Ausgänge der SPS, die Anzahl der einzelnen Bauteile, Signalbereiche usw.

Abbildung 5: Komponentenspezifikation am Beispiel der Temperaturüberwachung

Komponententest

Da sich die Lieferung der Kaufteile verspätete, konnte nur wenig Hardware getestet werden. Die PT100-Widerstände für die Überwachung der Ofentemperatur wurden durchgemessen. Ihr Widerstand erhöhte sich bei externem Aufheizen in etwa gleichem Umfang.

Integrationstest

Da wichtige Bauteile wie der Schaltschrank noch nicht geliefert wurden, konnte das Gesamtsystem noch nicht aufgebaut werden. Probehalber wurde die Kühleinheit sowie die Temperaturüberwachung verkabelt. Die Kühleinheit wird mit 230 Volt AC betrieben. Aus Sicherheitsgründen wurde diese Einheit mit einer zusätzlichen elektrischen Absicherung versehen (LS-Schalter und RCD). Im Fehlerfall lösen diese dann aus und ein Stromausfall im gesamten Raum kann vermieden werden. In Betrieb genommen wird das System erst, wenn das dazugehörige PID-Regler fertig programmiert wurde.

Bereits ausgelesen werden konnte die Temperaturüberwachung. Die PT100-Widerstände sind jeweils an einen Messumformer angeschlossen, welcher das Spannungssignal in Ströme zwischen 4 und 20 mA umwandelt. Diese Strome werdem durch das SPS-Programm in Temperaturen umgerechnet. Anschließend werden die Temperaturen durch die HMI angezeigt. Zu sehen ist, dass ein Offset vorhanden ist. Der Sensor 1 zeigt bei Zimmertemperatur eine zu niedrige Temperatur an. Dies sollte in Zukunft durch eine Kalibrierung beseitigt werden.

Abbildung 6: Human Machine Interface des Reflow Ofens

Zusammenfassung

Was ist das Ergbnis? Das Ergebnis dieses Artikels ist eine Vorlage, mit der Nutzer des Wikis schnell und leicht eigene Artikel verwirklichen können. Diese Vorlage ist Bestandteil der Anleitungen aus den How-To's.

Ausblick

Was kann/muss noch verbessert werden?