Praktikum Automatisierungssysteme

Praktikum Automatisierungssysteme Steuerung und Visualisierung eines Montagebandes mit Automatisierungssystem CoDeSys mit Busklemmensystem WAGO-I/O-750 oder per Simulation

• Beschreibung des Praktikumsplatzes (Bild Blatt 3) Das Modell eines Montagebandes ist mit einem Busklemmensystem WAGO-I/O-750 und Ethernet-Controller 841 (Blatt 4) in verschiedenen Funktionen zu steuern und zu überwachen. Dies erfolgt mittels Befehlsgeber und Meldeleuchten am Steuerpult (Blatt 5) und zusätzlich durch Befehle und Meldungen einer im Programmierrechner integrierten Visualisierung. Das Montageband wird durch einen Wendeantrieb vor- und rückwärts bewegt. Es transportiert dabei nach Vorgaben Teile zwischen zwei Endlagen und zu bestimmten Positionen. Die Endlagen von Teilen auf dem Band werden auf beiden Seiten durch Lichtschranken überwacht (Technologieskizze Bandmodell Blatt 5). Am Bandmotor befindet sich ein inkrementaler Weggeber, welcher beim Verfahren des Bandes in beiden Richtungen gleichermaßen Impulse liefert. Durch Auf- und Abzählen der Impulse ergibt sich die (relative) Position des Teiles. Durch Anfahren von Referenzpunkten kann daraus eine absolute Position von Teilen abgeleitet werden. Die Zahl der Inkremente im gesamten Transportbereich zwischen den Endlagen ist abhängig von Form und Größe der aufgelegten Teile und deshalb experimentell zu ermitteln, zum Beispiel im Tippbetrieb.

Das Praktikum umfasst fünf aufeinander aufbauende Aufgaben mit folgenden Schwerpunkten: Aufgabe 1: Vorbereitung des Programmierrechners und Herstellung einer Online-Verbindung zum Controller über Ethernet TCP/IP Steuerungskonfiguration und Adressierung der Eingänge und Ausgänge Erste Programmschritte für logische Verknüpfungen und Visualisierungen bei einfachsten Aufgabenstellungen Einführung in die strukturierte Programmierung Anwendung von Bibliotheken Test von Programmen und Visualisierung online mit der Steuerung und als Simulation auf dem PC

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Aufgabe 2: Vertiefung der strukturierten Programmierung und des Einsatzes lokaler und globaler Variablen Erweiterung des Wissens über Standardfunktionsbausteine und Standardoperatoren Probleme des mehrfachen Schreibens auf Ausgänge Erweiterung des Wissens über die Dynamisierung von Variablen in Visualisierungen Aufgabe 3: Applikation einer Ablaufsteuerung nach IEC 61131 mit Schritten, Weiterschaltbedingungen und Befehlen mit IEC Qualifier Verbindung von Befehlen der Ablaufkette mit Programmteilen in anderen POE Nutzung von Flags für die Steuerung und Überwachung von Ablaufketten Aufgabe 4.1: Parametrierung von POE im Kontext zu Bibliotheken Parametrierung von selbsterstellten Funktionsbausteinen mehrfacher Aufruf eines parametrierten Funktionsbausteins durch Instanzierung und Versorgung mit aktuellen Variablen Vertiefung des Wissens über gegliederte und strukturierte Programmierung Weitere Elemente für Visualisierungen Test des mehrfachen Aufrufes eines selbsterstellten Funktionsbausteins mit den Möglichkeiten des Bandmodells Aufgabe 4.2: Einsatzmöglichkeiten von Funktionen nach IEC 61131 Parametrierung einer selbsterstellten Funktion im Kontext zu Operationen mehrfacher Aufruf einer Funktion und Versorgung mit aktuellen Variablen Vertiefung des Wissens über gegliederte und strukturierte Programmierung Test des mehrfachen Aufrufes einer selbsterstellten Funktion mit den Möglichkeiten des Bandmodells

Das Praktikum kann auch ohne Hardware allein mit dem Programmierrechner durchgeführt werden. Dazu sind die Programme auf diesem zu simulieren, und es ist mit einer erweiterten integrierten Visualisierung zu arbeiten. Insbesondere ist das Steuerpult durch integrierte Visualisierung zu ersetzen. Beim Montageband sind das Wirken des inkrementalen Gebers sowie der Lichtschranken an den Endlagen durch besondere Programmteile zu ersetzen (Details siehe Blatt 23).

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•

Die Komponenten des Praktikumsplatzes:

Programmierrechner mit Netzwerkkarte und integrierter Visualisierung

Rack mit Busklemmensystem und Steuerpult WAGO-I/O-750 mit Ethernet-Controller 841 (Seite 3) und Anschluss AC 230 V Steckleitung für Anschluss des Montagebandes Netzwerkleitung zur Verbindung von PC und Controller über EthernetNetzwerk (Bei Einzelanschluss ohne Netzwerkkomponenten Cross over – Leitung!)

zusätzliche Softwaretools: für Vergabe von IP – Adressen und Protokolleinstellungen: WAGO Ethernet Settings oder alternativ BootPServer

Bandmodell mit aufgelegtem Teil (Beispiel)

seperate Stromversorgung des Bandmotors DC 24V 5A (Beispiel)

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Software: CoDeSys Vers. 2.3.19.x mit Targets für WAGO-IO-750 oder WAGO –I/O-PRO CAA

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für HW Update und Target-Ergänzungen: WAGO Install Target WAGO IO Update

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•

Die Komponenten des Busklemmensystems WAGO-I/O-750: Stromversorgung des Busklemmensystems

Controller 2 DI 2 DO 4DI 4 DO Endklemme 4 DI 4 DI 750- 841 750-400 750- 501 750- 402 750- 402 750- 402 750- 504 750- 600 FW 12..

Klemmenleiste DC 24V

Einschalter für Versorgungsspannung DC 24V (z.B. Spannungs-RESET)

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hinter Klappe: Konfigurationsschnittstelle (4-pol.Stift) für Kommunikationskabel 750-920 (WAGO-I/O-Check, Ethernet Settings , Firmware Download u.a.) und Betriebsartenschalter Stop - RUN

Anschlussleitung Bandmodell

RJ45 Buchse Ethernet TCP/IP für Anschluss des PC für Programmierung und Visualisierung über Ethernet Netzwerk IPSTA\Praktikum

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Steuerpult:

BETRIEBSART

EIN

MELDUNG

START

QUITTIERUNG

Tippen Automatik

AUS

Ablauf

TIPPEN_LI

TIPPEN_RE

STOPP

WAHLSCHALTER Zeitsteuerung Positionssteuerung

•

Technologieskizze Montageband: Lichtschranke an Endlage links

Lichtschranke an Endlage rechts

Position 0

Position x abhängig von Teilgröße

M

Linkslauf und Rechtslauf

Inkrementale Wegmessung durch Abtastung einer Lochscheibe

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• Anschaltung der Sensoren und Aktoren an das Busklemmensystem: Sensorik Taster EIN Taster AUS Wahlschalter BETRIEBSART Stellung 1 Stellung 2 Stellung 3 Taster TIPPEN LINKSLAUF Taster TIPPEN RECHTSLAUF Taster START Taster STOPP Taster QUITTIERUNG WAHLSCHALTER Stellung 1 Stellung 2 Lichtschranke Endlage links Lichtschranke Endlage rechts Lichtschranke Lochscheibe

Bezeichnung der Variablen

Adresse

T_Ein T_Aus

%IX0.0 %IX0.1

Automatik Tippen Ablauf T_Linkslauf T_Rechtslauf T_Start T_Stopp T_Quitt

%IX0.2 ---%IX0.3 %IX0.4 %IX0.5 %IX0.6 %IX0.7 %IX0.8

Zeitsteuerung Positionssteuerung LS_links LS_rechts Inkr_Geber

Meldung_ein Meldeleuchte Meldung_Quitt Motor_li Motor_re

Bemerkungen

Klemmenleiste und Verbindungsleitung

Taster mit Schliesserkontakt Taster mit Oeffnerkontakt Rastender 3-Wege-Schalter, in Stellung 1 und 3 TRUE-Signal schaltend, 2 Schliesserkontakte

----%IX0.9 %IX0.10 %IX0.11 %IX0.12

Taster mit Schliesserkontakt Taster mit Schliesserkontakt Taster mit Schliesserkontakt Taster mit Oeffnerkontakt Taster mit Schliesserkontakt Rastender 2-Wege-Schalter, in Stellung 1 TRUE-Signal schaltend 1 Schliesserkontakt bei Anfahren Signal FALSE bei Anfahren Signal FALSE bei Locherfassung Signal TRUE

Klemme 1 Klemme 2 Klemme 3

%QX0.0 %QX0.1 %QX0.2 %QX0.3 %QX0.4

Leuchtdrucktaster grün Meldeleuchte gelb Leuchtdrucktaster blau Bandmotor Linkslauf Bandmotor Rechtslauf

Klemme 14 Klemme 15

Aktorik Meldung Anlage ein allgemeine Meldungen Meldung Quittiertaster Bandantrieb Verfahren nach links Bandantrieb Verfahren nach rechts

Verbindung DC 24V GND der Spannungsversorgungen WAGO-I/O-750 und Bandmotor

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DC 24V GND

Klemme 13

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• Steuerungskonfiguration:

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• Anschaltung der Befehlsgeber und Meldeleuchten

Klemmenleiste und Steckleitung zum Bandmodell

DC 24V GND Meldeleuchte im Eintaster

Klemme

Meldeleuchte im Quittiertaster

MELDUNG

%QX0.0 %QX0.1 %QX0.2 EIN

BETRIEBSART

1

%IX0.0 %IX0.2 %IX0.3 %IX0.6 %IX0.8 %IX0.9 %IX0.7 %IX0.5 %IX0.4 %IX0.1 AUS

TIPPEN_LI

2

START

QUITTIERUNG

3

TIPPEN_RE

STOPP

WAHLSCHALTER

1

%IX0.10 %IX0.11 %IX0.12

1 2 3

Lichtschranke links Lichtschranke rechts Inkrementaler Geber

%QX0.3 %QX0.4

14 15

Motor Linkslauf Motor Rechtslauf

DC 24V GND

13

GND Bandmodell (Verbindung GND von Steuerung und Bandmodell)

2

DC 24V +

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Aufgabe 1: Ein-Aus-Schaltung und Tippbetrieb des Bandes • Lernziele: Installation der Software CoDeSys, Kenntnis von Targets und Bibliotheken Vergabe von IP-Adressen und Herstellung eines Online-Zugangs zum Controller mit Ethernet TCP/IP Steuerungskonfiguration Kennenlernen der Arbeitsoberflächen für Programmierung und Visualisierung Anlegen eines Projektes mit Programmorganisationseinheiten (POE) vom Typ Programm Ausführung einer Ein-Aus-Schaltung mit Tastern als Beispiel drahtbruchsicherer Programmierung nach VDE Programmerstellung in FUP, AWL und ST und Einführung in die integrierte Visualisierung erste lokale und globale Variablendeklaration, Nutzung der Standardbibliothek, StandardFB (Speicher) Zyklische Programmbearbeitung mit der POE PLC_PRG Umgang mit WAGO Ethernet settings Programmtest und Visualisierung der Ein-Aus-Schaltung • Vorgaben: • Es ist eine HW-Konfiguration vorzunehmen und eine Online-Verbindung über Ethernet TCP/IP zur Steuerung herzustellen. • Die Anlage soll mit den Tastern EIN bzw. AUS ein- und ausgeschaltet werden. Zustand EIN ist im Leuchtdrucktaster EIN anzuzeigen. Die Schaltung ist drahtbruchsicher zu gestalten! • Der Betrieb des Bandes ist nur bei eingeschalteter Anlage erlaubt. Bei Stellung des Betriebsartenschalters auf Tippbetrieb soll das Band mit den Tastern Tippen_re und Tippen_li in beiden Richtungen verfahren werden. Die Endlagen-Lichtschranken LS_re und LS_li sind logisch einzubeziehen. • In der integrierten Visualisierung sind darzustellen: Meldeleuchte für Zustand EIN, Meldeleuchte für Tippbetrieb, Bewegung des Bandes nach links bzw. rechts durch Farbwechsel von Pfeilen sowie Farbwechsel bei Unterbrechung der Lichtschranken in den Endlagen. • Das Programm in FUP, ST und AWL zu testen. • Programmdetails sind zu kommentieren, und es ist das "Auskommentieren" von Anweisungen zu testen. • Programmstruktur:

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PLC_PRG

Sequentielle Steuerung und Logische Verknüpfungen des Tippbetriebes

Ein_Aus_Tippen (PRG) Bandmotor (PRG)

Generierung der Steuerbefehle für den Bandmotor. Da mehrere Betriebsarten geplant sind, soll hier eine alternative Verknüpfung aller Steuerbefehle des Motors vorbereitet werden.

Meldungen (PRG)

Generierung erforderlicher Signale für Visualisierung und Meldungen

• Integrierte Visualisierung Aufgabe 1:

Anlage ein

Betriebsart Tippen

Farbwechsel beider Meldeleuchten auf grün bei Anlage EIN und Tippbetrieb

Farbwechsel der Pfeile auf rot, wenn sich das Band in der entsprechenden Richtung bewegt

Farbwechsel auf gelb, wenn Lichtschranke angefahren wird

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Aufgabe 2: Steuerung des Bandes im Automatikbetrieb Grundlage dieser Aufgabe ist die Lösung von Aufgabe 1. Das funktionsfähige Projekt Aufgabe 1 ist anzupassen und um Programmelemente zu ergänzen. • Lernziele: Erweiterung von Programmen durch Export / Import von Programmkomponenten Programmerstellung in FUP, AWL und ST, Globale und lokale Variablen Nutzung von logischen Operatoren und weiterer Standard FB Timer und Counter) aus der Standardbibliothek Zyklische Programmbearbeitung und mehrfaches Schreiben auf Ausgänge (Mehrfachzuweisungen) Programmtest, Visualisierung und Dynamisierung von Variablen

• Vorgaben: • Mit den Impulsen der Lochscheibe ist eine inkrementale Wegmessung zur Festlegung der Position des Teiles auf dem Band zu realisieren. Die von der Lichtschranke bestimmte linke Endlage eines Teiles soll dabei einer Position Null entsprechen (Referenzpunkt 1). Die Anzahl der Inkremente bei Rechtsfahrt ab linke Endlage wird als Position des Teiles auf dem Band definiert. Form und Grösse des Teiles sind mitbestimmend für die Zahl der Inkremente zwischen den Endlagen. Diese maximale Zahl ist mittels Tippbetrieb zu ermitteln und damit ein zweiter Referenzpunkt an der rechten Lichtschranke einzurichten (Referenzpunkt 2). Hinweis: Für das Testmodell wurde ein Verfahrweg von 40 Inkrementen ermittelt. Mit einem multiplikativem Faktor können abweichende Werte in gewünschte Größen umgerechnet werden.

• Bei eingeschalteter Anlage und Stellung des Betriebsartenschalters auf Automatik soll nach Betätigung des Tasters T_Start das Band nachfolgende Funktion ausführen: Ein beliebig aufgelegtes Teil wird zuerst zur Endlage links verfahren (Referenzpunkt 1 = Position Null). Von hier aus verfährt das Teil ohne Pause zur Endlage rechts. Es verharrt dort 2s und wird dann nach links verfahren. Das Abstoppen des Bandes bei Linksfahrt soll nach zwei Varianten erfolgen, welche mit Wahlschalter vorgewählt wird:

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• •

Variante Zeitsteuerung: Das Band verfährt ab Endlage rechts 4s nach links. Variante Positionssteuerung: Das Band verfährt ab rechter Endlage nach links bis zu einer vorgewählten Sollposition. Diese wird mittels Keypad in der integrierten Visualisierung vorgegeben.

• Bei Betätigung des Tasters T_Stopp oder bei Ausschalten der Anlage soll das Band jederzeit anhalten. • Der Tippbetrieb entsprechend Aufgabe 1 soll in seiner Funktion nicht beeinträchtigt werden. Wird während des Automatikbetriebes auf Tippbetrieb umgeschaltet, so soll der Automatikbetrieb abgebrochen werden und das Band anhalten. • Die integrierte Visualisierung gemäß Aufgabe 1 ist um nachfolgende Elemente gemäß Bild zu ergänzen: Meldeleuchten für Automatikbetrieb und Anzeige der Art der Steuerung, absolute Bewegung des Teils auf dem Band auf Basis der Position, Anzeige der Position, Keypad oder Numpad zur Eingabe einer Sollposition mit Anzeige derselben, Darstellung der Impulse der Lochscheibe • Das Programm ist zu testen. • Programmstruktur: PLC_PRG

Ein_Aus_Tippen (PRG) Bandmotor (PRG)

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Sequentielle Steuerung und Logische Verknüpfungen des Tippbetriebes Generierung der Steuerbefehle für den Bandmotor.

Meldungen (PRG)

Generierung erforderlicher Signale für Visualierung

Automatikbetrieb (PRG)

Sequentielle Steuerung und Logische Verknüpfungen des Automatikbetriebes

Inkrementale_Wegmessung (PRG)

Ermittlung der (relativen) Position mit Referenzpunkten

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• Integrierte Visualisierung Aufgabe 2 (hervorgehoben sind die Ergänzungen gegenüber Aufgabe 1):

Anlage ein Automatik

Betriebsart

Zeitsteuerung

Tippen

Positionssteuerung

Position

Farbwechsel der Meldeleuchten auf grün bei entsprechenden Betriebsarten

12 Sollposition

Anzeige der Position als Zahl der Inkremente ab Endlage links

25 Schaltfläche mit Numpad zur Eingabe und Anzeige der Sollposition

Position 0

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absolute Bewegung des Teils zwischen beiden Endlagen. Die Justierung erfolgt durch zeichnerische Anpassung, aber auch durch einen multiplikativen Faktor der Variablen Position Darstellung der Impulse der Lochscheibe durch gelben Farbwechsel

Position x, abhängig von Art der Teile und im Tippbetrieb zu ermitteln

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Aufgabe 3: Ablaufsteuerung des Montagebandes Grundlage dieser Aufgabe ist die Lösung von Aufgabe 2. Das funktionsfähige Projekt Aufgabe 2 ist anzupassen und um Programmelemente zu ergänzen. • • • • • • • •

Lernziele: Grundlagen der Ablaufsprache: Die Elemente Schritt, Transition Aktion, Verzweigung und Sprung Wirkungsweise der Schrittkette IEC Qualifier für Aktionen An den Ablaufbaustein angehängte assozierte Aktionen Nutzung von Elemente der Bibliotheken Util.lib sowie lecsfc.lib Anwendung eines IEC Flag für Schrittketten Weitere Methoden der Dynamisierung von Variablen

• Vorgaben: • Bei Stellung des Betriebsartenschalters auf Ablauf wird der Automatikbetrieb gesperrt, an seine Stelle tritt der Ablaufbetrieb. Es ist davon auszugehen, dass während des Ablaufs nicht auf Automatik oder Tippen umgeschaltet wird. Jedoch sollen diese Betriebsarten im einzelnen funktionsfähig bleiben. Nach Wahl des Ablaufbetriebes leuchtet die Meldeleuchte im Steuerpult. • Bei eingeschalteter Anlage und Funktion Ablaufsteuerung sowie beliebiger Lage eines Teils auf dem Band soll nach Betätigung von T_Start folgender Ablauf erfolgen: • Vorwarnung 4s mit Blinksignal 1 Hz auf der Meldeleuchte des Steuerpultes (für diese Zeit Blinklicht 1Hz anstelle Dauerlicht) • Transport des Teiles zur linken Endstellung (Referenzpunkt) • Transport des Teiles zu Position 30. Zu Beginn dieses Schrittes soll ein visualisiertes Ventil1 für 2s 1-Signal erhalten. • 2 s Wartezeit • Anfahren der Position 15 • Anfahren der Position 25 • Anfahren der Position 15 • mehrmaliger unverzögerter Wechsel von Position 15 nach Position 25 und zurück. Die Anzahl dieser Pendelungen über o.a. einmaliges Verfahren Position 15 – 25 -15 hinaus ist mit einer Variablen 1 < Pendelungen < x in der Visualisierung vorzugeben. • Anfahren der rechten Endstellung

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• Nach Abschalten der Anlage oder nach Betätigung des Stopptasters während das Ablaufs ist die Schrittkette zu initialisieren und das Band freizufahren. Dazu ist die Endlage rechts zu überfahren und danach das Band um 2 s verzögert abzuschalten. In diesen Sonderfällen soll das Teil in der integrierten Visualisierung rot gekennzeichnet werden.

• Programmstruktur: PLC_PRG

Ein_Aus_Tippen (PRG)

Sequentielle Steuerung und Logische Verknüpfungen des Tippbetriebes gemäß Aufgabe 2

Bandmotor (PRG)

Generierung der Steuerbefehle für den Bandmotor. Lösung des Freifahrens des Bandes

Meldungen (PRG)

Generierung erforderlicher Signale für Visualierung, Anfahrwarnung

Automatik (PRG)

Sequentielle Steuerung und Logische Verknüpfungen des Automatikbetriebes gemäß Aufgabe 2

Inkrementale_Wegmessung (PRG)

Ermittlung der (relativen) Position gemäß Aufgabe 2

Ablauf (PRG)

Zaehler

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• Integrierte Visualisierung Aufgabe 3 (hervorgehoben sind die Ergänzungen gegenüber Aufgabe 2):

Anlage ein

Zeitsteuerung

Betriebsart Tippen

Automatik

Ablauf

Positionssteuerung Farbwechsel auf gelb bei Einschaltung

Position

Zählerstand

12

2

Anzeige des aktuellen Zählerstandes

Sollposition

Anzahl der Pendelungen

25

3

Ventil1

Farbwechsel der Meldeleuchte auf grün bei Ablaufsteuerung

Farbwechsel auf rot, wenn im Ablaufbetrieb das Band bei Stopp oder bei Anlage AUS freigefahren wird.

Schaltfläche mit Numpad zur Eingabe und Anzeige der Anzahl der Pendelungen

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Aufgabe 4:

Einsatz von parametrierbareren Funktionsbausteinen und parametrierbaren Funktionen

Grundlage dieser Aufgabe ist die Lösung von Aufgabe 2. Das funktionsfähige Projekt Aufgabe 2 ist anzupassen und um Programmelemente zu ergänzen. Aufgabe 4.1 Meldung durch parametrierbaren Meldebaustein • Lernziele: Vorzüge des Einsatzes parametrierbarer Funktionsbausteine gegenüber Programmen Erstellen eines parametrierbaren FB mit Variablen der Typen INPUT und OUTPUT Übergabe aktueller Parameter an formale Parameter beim Aufruf des parametrierbaren FB Mehrmaliger Aufruf von parametrierbaren Funktionsbausteinen Entscheidungen über Mehrfachzuweisungen Einsatz weiterer Visualisierungselemente (Balkenanzeige) • Vorgaben: • Das Montageband kann gemäß Aufgabe 2 im Tippbetrieb und im Automatikbetrieb gesteuert werden. Das Projekt ist mit einem parametrierbaren Meldebaustein für folgende Funktion zu ergänzen: Gelangt ein Teil in einen parametrierbaren Bereich nahe einer Endlage links oder rechts, soll eine Meldung durch Blinksignal am Quittiertaster des Steuerpultes erfolgen. Diese ist mit dem Quittiertaster zu quittieren. Liegt dann das Teil noch in einem der Grenzbereiche, geht die Meldung in Dauerlicht über. Außerhalb der Bereiche verlischt sie. • Die formalen Parameter des Meldebausteins seien: VAR_INPUT: Takt, Grenzlage, Quittierung VAR_OUTPUT: Meldung • Dieser Meldebaustein ist jeweils für die Grenzbereiche nahe der linken bzw. rechten Endlage anzuwenden. Im rechten Endlagenbereich soll der Takt des Blinksignals 1 Hz, im linken Endlagenbereich 2 Hz betragen. • Die Vorgabe der Grenzbereiche links bzw. rechts soll in der integrierten Visualisierung durch Eingabe von Inkrementen mittels Numpad

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- jeweils gerechnet ab Endlage - erfolgen. Die Bereiche sind durch Verwendung von Balkendiagrammen sichtbar zu machen. • Die Funktion von Meldung und Quittierung ist zu überprüfen. Vorteilhaft erfolgt dies im Tippbetrieb. • Programmstruktur (POE):

PLC_PRG

Ein_Aus_Tippen (PRG)

Sequentielle Steuerung und Logische Verknüpfungen des Tippbetriebes

Bandmotor (PRG)

Generierung der Steuerbefehle für den Bandmotor.

Automatik (PRG)

Sequentielle Steuerung und Logische Verknüpfungen des Automatikbetriebes

Inkrementale_Wegmessung (PRG)

Ermittlung der (relativen) Position mit Referenzpunkten

Meldebaustein (FB)

Meldungen (PRG)

Parametrierbarer FB für Meldung und Quittierung. Generierung erforderlicher Signale für Visualierung und Meldungen Zweimaliger Aufruf des Meldebausteins mit Übergabe der aktuellen Parameter

2x Aufruf Meldebaustein

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• Integrierte Visualisierung Aufgabe 4.1 (hervorgehoben sind die Ergänzungen gegenüber Aufgabe 2):

Anlage ein Tippen

Betriebsart

Zeitsteuerung

Automatik

Positionssteuerung Meldung Grenzlage

Position

Grenzbereich links

12

12

Sollposition

Grenzbereich rechts

25

8

0.0

40.0

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10.0

30.0

Schaltfläche mit Numpad zur Eingabe und Anzeige der Anzahl der Inkremente ab linke Endlage

Blinksignal 1Hz bzw. 2 Hz bei Anfahren des Grenzbereiches rechts bzw. links, nach Quittierung Dauersignal

Schaltfläche mit Numpad zur Eingabe und Anzeige der Anzahl der Inkremente ab rechte Endlage

20.0

20.0

30.0

10.0

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40.0

0.0

2 angepasste Balkendiagramme zur Darstellung der Grenzbereiche

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Aufgabe 4.2 Zellensteuerung durch parametrierbare Funktion: • Lernziele: Begrenzte Anwendungsmöglichkeiten der POE vom Typ Funktion im Vergleich zu Programmen und Funktionsbausteinen Vergleich mit Operatoren des Programmiersystems Erstellen einer parametrierbaren Funktion mit Variablen des Typs INPUT Übergabe aktueller Parameter an formale Parameter bei Funktionen bei Aufruf zur zyklischen Bearbeitung Erweiterung der Kenntnis über Variablentypen und Wandlung von Variablentypen

•

Vorgaben:

• Das Montageband kann gemäß Aufgabe 2 im Tippbetrieb und im Automatikbetrieb gesteuert werden. Für den Automatikbetrieb mit Positionssteuerung ist das Projekt mit der Steuerung von sechs Bearbeitungszellen nach folgenden Vorgaben zu ergänzen: • Der maximale Verfahrweg des Teiles auf dem Band beträgt 40 Inkremente. Die sechs Bearbeitungszellen A bis F werden mit fest vorgegebenen Positionen in diesem Bereich 0 … 40 (Inkremente) am Band angeordnet. • Im Automatikbetrieb mit Positionssteuerung verfährt das Teil ab rechter Endlage (Pos. 40) zur wählbaren Sollposition. Durch unterschiedliche Sollpositionen ist dieser Verfahrweg variabel. Beim Durchfahren sollen alle in einem wählbaren prozentualen Bereich des Weges liegenden Zellen dann gemeinsam 1-Signal erhalten, solange das Teil diesen Bereich durchläuft. • Der prozentuale Bereich wird durch Eingabe zweier REAL-Werte mit Wertebereich 0.0 bis 1.0 vorgegeben. Diese bestimmen Beginn bzw. Ende der Bearbeitung und damit die zu aktivierenden Zellen. • Für die Berechnung, wann eine Zelle eingeschaltet werden muß, ist eine parametrierbare Funktion "Zellensteuerung" einzusetzen. Die formalen Parameter der Funktion seien: Position_Zelle_n, Verfahrweg, Einschaltpunkt und Ausschaltpunkt. • Diese Funktion ist in einem Programm "Bearbeitungszellen" für jede der sechs Zellen zur zyklischen Bearbeitung aufzurufen. Beim Aufruf sind die jeweiligen aktuellen Parameter jeder Zelle für ein Teil1 zu übergeben. • Die Funktion ist im Automatikbetrieb mit Positionssteuerung zu überprüfen!

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Erläuterndes Beispiel: Beim Automatikbetrieb mit Positionssteuerung gemäß Aufgabe 2 verfährt das Teil zuletzt von Endlage rechts zur Sollposition. Beträgt die Position bei Endlage an der Lichtschranke 40 Inkremente, so beträgt bei einer Sollposition von 10 der Verfahrweg 30 Inkremente. Bei einem Einschaltpunkt von 0.2 (entsprechend 20% des aktuellen Verfahrweges) und einem Ausschaltpunkt von 0.6 (entsprechend 60% des aktuellen Verfahrweges) müssen genau die Zellen gemeinsam eingeschaltet werden, die im Bereich der Positionen 34 bis 22 angeordnet sind, aber nur dann, wenn auch das Teil selbst diesen Bereich durchläuft. • Programmstruktur (POE):

PLC_PRG

Ein_Aus_Tippen (PRG)

Sequentielle Steuerung und Logische Verknüpfungen des Tippbetriebes

Bandmotor (PRG)

Generierung der Steuerbefehle für den Bandmotor.

Automatik (PRG)

Sequentielle Steuerung und Logische Verknüpfungen des Automatikbetriebes

Inkrementale_Wegmessung (PRG)

Ermittlung der (relativen) Position mit Referenzpunkten

Zellensteuerung (FUN)

Parametrierbare Funktion der Zellensteuerung

Meldungen (PRG)

Generierung erforderlicher Signale für Visualierung

Bearbeitungszellen (PRG)

Steuerung der Bearbeitungszellen

6x Aufruf Zellensteuerung

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Übergabe der aktuellen Parameter von Zelle A bis F für die Bearbeitung von Teil1 IPSTA\Praktikum

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• Integrierte Visualisierung Aufgabe 4.2 (hervorgehoben sind die Ergänzungen gegenüber Aufgabe 2):

Anlage ein

Betriebsart Automatik

Tippen 2 Keypads zur Eingabe von Ein- und Ausschaltpunkt der Bearbeitungszellen als jeweils prozentualer Wert des aktuellen Verfahrweges

Position

Beginn Bearbeitung (%) 0.2

12 Sollposition

Ende Bearbeitung (%)

25

0.6

F

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6 Bearbeitungszellen A …F mit definierter Position. Farbwechsel eines wählbaren Teiles aller Zellen beim Durchlauf eines Teiles durch diesen Bereich

E

D

C

B

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A

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•

Hinweise zur Durchführung des Praktikums ohne Hardware • Die Bewegung eines auf das Band aufgelegten Teils wie in Aufgabe 2 gefordert ist bereits bei der Lösung von Aufgabe 1 zu simulieren. • Die 10 Elemente des Steuerpultes sind in der integrierten Visualisierung nachzubilden. Dabei sind die TRUE-Signale der rastenden Zwei- und Drei-Wege-Schalter vorteilhaft durch Schaltflächen mit Toggelfunktion zu ersetzen wie nachfolgend gezeigt: Drei-Wege-Schalter Automatikbetrieb – Tippbetrieb - Ablaufbetrieb Schaltfläche toggelt TRUE-Signal für Betriebsart Automatik Schaltfläche toggelt TRUE-Signal für Betriebsart Ablauf

Zwei-Wege-Schalter Zeitsteuerung - Positionssteuerung Schaltfläche toggelt TRUE-Signal für Positionssteuerung

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•

Beispiel für den Bildschirm bei Arbeit ohne Hardware und ohne Technologiemodell (hier Aufgabe 3). Das Steuerpult wird in die Visualisierung einbezogen

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