SPS Übungsaufgaben – Puffer Station

SPS Übungsaufgaben - Puffer Station

In den letzte paar Videos haben wir bereits die Grundfunktionen zu Factory I/O kennengelernt und jetzt möchte ich mit dir zusammen die SPS Programme zu den einzelnen Übungen schreiben, sodass das du zum Schluss in der Lage bist, auch große Anlagen selbst zu programmieren.

Dabei werden wir so vorgehen, dass wir zuerst einfache Aufgabenstellungen lösen und die Schwierigkeit von Aufgabe zu Aufgabe steigern.
 
 
 

 

 
 
 

Übersicht SPS Übungsaufgabe "Puffer Station" (Buffer Station)

Beginnen möchte ich gerne mit der Übung „Buffer Station“ und auch diese Aufgabe werden wir in kleine Teilschritte zerlegen.
Sehen wir uns aber zuerst an was wir so alles haben.

Beim Zuführband wären da der bekannte Emitter welche Boxen der Größe M erzeugt und ein Reflexions-Lichttaster welcher detektiert, ob der Bereich um den Emitter frei ist.
Hardware Band 1

Vor dem ersten Bandende haben wir zusätzlich noch eine Lichtschranke mit Reflektor.

Dieser Funktioniert recht ähnlich wie der Lichttaster nur, dass das Licht hier nicht durch das Bauteil zurückgeworfen wird, sondern durch einen Reflektor.
In diesem Fall bekommen wir so lange kein Bauteil den Lichtstrahl zwischen Sender und Reflektor durchbricht ein 1 Signal an die SPS geliefert und steht ein Teil drin dann eben ein 0 Signal.

Für genaue Informationen zu den Sensortypen erstelle ich aber ein eigenes Video.
Lichtschranke

Weiters haben wir zwischen den Bändern einen Stopper, ein Abführband und eine weitere Lichtschranke vor der Rutsche und dem Remover.
Stopper

 
 

Aufgabenstellung Übung "Puffer Station"

Die Aufgabenstellung ist das am Emitter Bauteile erzeugt werden, wenn am Anfang keine Bauteile durch den Lichttaster erkannt werden.
Diese werden dann bis zum Ende des Zuführbandes gefördert und das Band angehalten.
Aufgabenstellung 1

Ist der Bereich des Abführbandes frei, dann kann der Stopper nach unten gesteuert und eine Kiste abtransportiert werden.

Wenn diese Kiste über die Rutsche abtransportiert wurde und dadurch der Bereich wieder frei ist, dann wird die nächste Kiste vom Zuführ- auf das Abführband gebracht.
Abtransport

Beim Bedienpult sehen wir die schon bekannten Taster Start, Stopp und einen Reset welchen ich gerne wieder als Leerfahrt Taster verwenden möchte um zum Schichtende eine Leere Anlage übergeben zu können.
bedienpult

Modifizierung der Vorlage


Eine Besonderheit bei der Übung ist eigentlich das diese Bänder über analoge Werte unterschiedlich schnell drehen können.

Da ich mir das aber gerne als Steigerung dieser Übung vorbehalten möchte, stelle ich diese erstmal auf rein digitale Motoren um.
digitale Motoren

Auch die restlichen Funktionen vom Bedienpult hebe ich mir wieder für die nächste Ausbaustufe auf, weil ich da gerne mit dir zusammen einen richtigen Betriebsartenbaustein erstellen und dir zeigen möchte welche Fallstricke sich auch bei so einer kleinen Anlage ergeben könnten und wie wir dies Lösen.
bedienpult 2
 
 

Programmvorbereitung

Dann sind wir auch schon fast so weit das Programm zu schreiben aber vorher überprüfe ich unter „Datei“ und „Treiber“ ob auch alle Sensoren und Aktoren mit der SPS verbunden sind.
Datei und Treiber

So wie es aussieht fehlen der Emitter und auch die digitalen Bandmotoren.
Factory io treiber

Deshalb erweitere ich schnell die Ein – Ausgangskarte (Konfiguration) ziehe die fehlenden Variablen ran und wir sehen uns im TIA Portal wieder.
EAs erweitern

Im TIA Portal habe ich auch schon die E/As in eine Variablentabelle eingetragen und damit können wir uns ab jetzt um das eigentliche Programm kümmern.
Variablentabelle
 
 

Das SPS Programm - Grundfunktionen

Und jetzt Lösen wir die Aufgabe Schritt für Schritt und du wirst hoffentlich sehen, dass es gar nicht so schwer ist die Aufgabe zu lösen.

Ganz klar brauchen wir wie im letzten Video auch einen „Merker Start“ um zu wissen, wann der Vorgang gestartet werden soll.
Mit dem "Start Taster" wird dieser (wie in der Lektion zuvor) wieder durch einen SR Baustein gesetzt und mit nicht „Stopp Taster“ rückgesetzt, weil es ja ein Öffner Kontakt ist.
Merker start

Aber was machen wir nun mit dem Merker?

Mit hoher Sicherheit können wir sagen, dass ein Bauteil durch den Emitter erzeugt werden, wenn die Automatik läuft und der Bereich um den Lichttaster frei ist.
Emitter

Weiters ist anzunehmen, dass das Abführband auch sofort anlaufen kann und den Stopper können wir vorerst auch mit der Flanke vom "Start Merker" ausfahren lassen.

Da ich als Bausteintyp einen Funktionsbaustein gewählt habe bietet sich an den "Flankenmerker" von der statischen Variablendeklaration anstatt eines Merkers zu nehmen.
(Der Flanken Merker muss unten verschaltet werden und nicht oben)
Flanke

Damit bleibt noch das Zuführband übrig.
Prinzipiell kann auch das mit Automatik Start anlaufen.

Gestoppt werden muss es allerdings, wenn sich eine Box bei der Lichtschranke vor dem Stopper befindet UND der Stopper ausgefahren ist.
Bild

Umgekehrt bedeutet das Zulaufband start, wenn „Merker Start“ ein 1 Signal hat die Lichtschranke UND auch 1 Signal für Bereich frei liefert ODER der Stopper eingefahren ist.
Verknüpfung
 
 

Erste Tests und Programmerweiterung

Mit Start laufen beide Bänder an und der Stopper fährt aus und auch die Boxen bleiben wir gewünscht stehen.

So weit passt das aber irgendwann sollten wir doch mal wieder den Stopper absteuern damit die Boxen vom einen zum anderen Band gelangen, wenn das Abführband frei ist.
erster test

Da stehlt sich gleich die Frage, wann ist das zweite Band frei?

Normalerweise, wenn die Lichtschranke vor der Rutsche ein Bauteil erkennt.
Beim erstmaligen Start wird da aber keine Box ankommen.
Deswegen nehme ich an, dass das Band auch leer ist, wenn eine Box am Stopper erkannt wird und sich das Band 10 Sekunden gedreht hat.

Somit haben wir beim ersten Start eine kleine Verzögerung können aber dafür sicher sein das immer nur eine Box am Abführband ist und den Stopper ab Steuern.
Band 2 frei

Programmerweiterung


Also verschalte ich wie gesagt die Lichtschranke, welche auch wieder ein Öffner ist und den Timer .
Wichtig ist das ich den Timer zusätzlich mit dem Signal der Lichtschranke vom Stopper verknüpfe, weil er sonst einmal 10 Sekunden verzögert und im Anschluss daran der Stopper immer nach unten steuert.

Was wir an dieser Stelle nicht vergessen dürfen, ist den Stopper auch wieder auszufahren, wenn die Kiste das Band wechselt, aber das sollte für uns kein Problem sein.
Timer

Im Prinzip funktioniert, das schon, was wir uns da ausgedacht haben, aber sollte sich Glas in Kartons befinden dann ist es wahrscheinlich doch nicht so optimal.

Das ist so, weil die Lichtschranke nicht den ganzen Bereich um den Stopper abdeckt und damit zu schnell wieder hochfährt.
Kollision

Bevor wir das Ganze im nächsten Teil ohnehin etwas anders angehen werden nehme ich, als schnelle Notlösung noch einen Timer um das Lichtschrankensignal zu verzögern.

Und ja jetzt klappt das schon etwas besser.
Einschaltverzögerung
 
 

Leerfahrt und Meldeleuchten

Wie ich am Anfang erwähnt hatte, nutze ich den Reset Taster in diesem Fall für eine Leerfahrt, um die Anlage nach der Produktion blitzeblank zu hinterlassen.

Vom Vorgehen ist es zwar wieder ziemlich ähnlich zum letzten Video aber ein wenig Wiederholung schadet mit Sicherheit auch nicht.
Leerfahrt

Mit Drücken des Tasters Leerfahrt in Automatik wird als Erstes die Produktion neuer Kartons durch den Emitter gestoppt.
Leerfahrt 1

Und wenn an keiner Stelle der Anlage eine Box erkannt wird und die Bänder für ca. 15 Sekunden laufen dann gehe ich davon aus das die Maschine tatsächlich leer ist und ich stoppe die Automatik.
Leerfahrt 2

So das sollte dann schon funktionieren und da wir die Funktion ohnehin schon kennen nehme ich auch noch schnell die Leuchten der Taster mit dazu und dann testen wir das Ganze noch einmal.
Meldeleuchten
 
 

Abschließender Test

Bevor wir starten leuchtet auch schon der Stopp Taster.
Stop light

Und mit einem Druck auf "Start" läuft die Anlage auch schon los und signalisiert das auch über die Leuchte.
Start light

Jetzt ist gleich Feierabend und wir starten eine Leerfahrt und nachdem auch die letzte Kiste vom Band gerollt ist, wird die Automatik beendet und wir haben es geschafft.
Leerfahrt 3
 
So weit wäre damit alles erledigt und in der nächsten Lektion werden wir diese Übung um einen Betriebsartenbaustein erweitern und auch die Motoren mit variabler Geschwindigkeit drehen lassen.

Dabei werden sich auch wieder ein paar kleine Hürden ergeben, aber ich bin mir sicher, dass wir das gemeinsam schaffen.
 

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