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  • Berufsbildende Schulen Technikerschule Elektrotechnik Friedenstraße Fachrichtung Wilhelmshaven Information und Kommunikation

    Wilhelmshaven 2007

  • Projektdokumentation FESTO Station Prüfen

    Inhaltsverzeichnis 1 Vorwort 1 1.1 Einleitung 2 1.2 Das Team 3

    2 Projektablauf 4 2.1 Pflichtenheft 4 2.2 Zeitplan 5 3 Sicherheitshinweise 6 3.1 Allgemein 6 3.2 Elektrik 6 3.3 Pneumatik 6 3.4 Mechanik 6 4 Beschreibung und Eigenschaften der

    verwendeten Soft- und Hardware 7 4.1 Software 7 4.2 Hardware 8 4.3 Stromversorgungsbaugruppe PS 307 9 4.4 Zentralbaugruppe CPU 315-2 DP 10 4.5 Elemente der CPU 11 4.5 Digitale Eingabebaugruppe SM 321 12 4.6 Digitale Ausgabebaugruppe SM322 13 4.7 Analogein/ausgabebaugruppe SM 334 14 4.8 Simulatorbaugruppe SM 374 15 4.9 MPI Schnittstelle 16 5 Technische Daten der verwendeten

    Hardware 17 5.1 Stromversorgungsbaugruppe PS 307 17 5.2 Zentralbaugruppe CPU 315-2 DP 18 - 19 5.3 Digitale Eingabebaugruppe SM 321 20 5.4 Digitale Ausgabebaugruppe SM 322 21 5.5 Analogein/ausgabebaugruppe SM 334 22 5.6 Simulatorbaugruppe SM 374 23

    Projekt 2007

  • Projektdokumentation FESTO Station Prüfen

    6 Erstellung der Anwendersoftware 24 6.1 Strukturierte Programmierung 24 6.2 Organisationsbaustein (OB) 24 6.3 Funktionsbaustein (FB) 24 6.4 Funktion (FC) 24 6.5 Datenbaustein (DB) 24 6.6 Systemfunktionsbaustein (SFB) 25 6.7 Systemfunktion (SFC) 25 6.8 Systembaustein (SDB) 25 7 Programmieren in Step 7 26 - 27 7.1 Programmablauf 27 7.2 Anwenderprogramm Station Prüfen 28 - 48 8 Analogwertverarbeitung 49 8.1 Einleitung 49 8.2 Beispielprogramm 50 - 51 9 Funktionsbeschreibung 52 9.1 Einleitung 52 9.2 Richtvorgang 52 9.3 Schrittbetrieb 52 9.4 Automatikbetrieb 53 - 54 9.5 Stop-Funktion 55 9.6 Not-Aus-Funktion 55 9.7 Erstinbetriebnahme 56 10 PROFIBUS 57 10.1 Protokollarchitektur 58 10.1.1 Profibus - FMS 58 10.1.2 Profibus - DP 58 10.1.3 Profibus - PA 58 10.2 Profibus Aufbau 59 10.3 Profibus - DP 60 10.4 Profibus Gerätetypen 61 10.4.1 DP Master (Klasse 1) 61 10.4.2 DP Slave 61 10.4.3 DP Master (Klasse 2) 61 10.4.4 DP Konfigurationsgeräte 61 10.5 Anlegen eines Profibus Projektes 62 - 66 10.6 Profibus Erweiterung 67

    Projekt 2007

  • Projektdokumentation FESTO Station Prüfen

    11 WinCC 68 11.1 Allgemein 68 11.2 Anlegen eines Projektes mit WinCC 68 11.3 Visualisierungsansicht für die Station Prüfen 69 12 Bedienungsanleitung 70 13 Probleme 71 14 Quellen 72 15 Schriftliche Erklärung zur selbstständigen Arbeit 73 16 Schlusswort 74 17 Abbildungsverzeichnis 75 I Anhang 76 II Mechanischer Aufbau 76 III Mechanischer Aufbau Seitenansicht 77 IV Schaltpläne 78 V Aufbauplan 78 VI Stromlaufplan Einspeisung 79 VII Stromlaufplan Not-Aus 80 VIII Stromlaufplan Versorgung SPS 81 IX Stromlaufplan SPS Eingänge 82 - 83 X Stromlaufplan SPS Ausgänge 84 - 85 XI Stromlaufplan Analog Potentiometer 86 XII Stromlaufplan Bedienpult 87 XIII Verbindungsplan SPS Board 88 XIV Pneumatikplan 89 - 90 Projekt 2007

  • Projektdokumentation FESTO Station Prüfen 1 Vorwort

    Liebe Leserinnen und Leser,

    Als angehende Elektrotechniker - Fachrichtung Information und Kommunikation an der Berufsbildenden Schule Friedenstrasse in Wilhelmshaven erstellten die Autoren, im Rahmen einer Projektarbeit, diese schriftliche Dokumentation. Es wird Ihnen ein Einblick in die Entwicklung, den Aufbau und die Realisierung eines Projektes gegeben. Weiterführend erhalten die Leserinnen und Leser Informationen und technische Details aus der Automatisierungstechnik, hier speziell Speicher Programmierbare Steuerungen. Anhand von Beispielen können versierte Interessenten kleine Programme selbst erstellen und testen.

    Die Autoren wünschen viel Spaß beim Lesen

    Andreas Brandt Jens Stuckas

    Projekt 2007 Seite 1

  • Projektdokumentation FESTO Station Prüfen

    1.1 Einleitung

    Mit zunehmender Entwicklung von Relais - und Schützsteuerungen in der Industrie wurden diese immer größer und dadurch auch anfälliger für Fehler. In diesem Zusammenhang entstanden die ersten Konzepte einer Speicher Programmierbaren Steuerung ( SPS ). Geschichtlich liegt der Ursprung in den Anfängen der 70´ziger Jahre in den USA. In Europa hielten die ersten Steuerungen um 1972 Einzug. Die Aufgaben umfassen den Betrieb von Maschinen, Vorrichtungen und Prozessen sowie das beeinflussen, überwachen von Automatisierungsabläufe und diese einzuleiten und zu beenden. Es kann gesagt werden, dass es sich im Prinzip um ein Gerät handelt, dass über spezielle Ein - und Ausgabeschnittstellen Fertigungsprozesse steuert. Eine robuste Ausführung, vielfältige Erweiterungskomponenten und eigene Softwaretools sind nur ein paar Merkmale, die eine SPS auszeichnen. SIEMENS, MITSUBISHI, AEG oder ROCKWELL sind heutzutage führende Hersteller dieser Geräte. Um die komplexe Verarbeitung, Programmierung einer Speicher Programmierbaren Steuerung zu verstehen, sind Kenntnisse aus der Elektrotechnik sowie Digitaltechnik von Nöten. Das in dieser Dokumentation vorgestellte Projekt bezieht sich auf das Programmieren mit der SIMATIC S7 - 300. Auf grundlegenden Funktionen, Anweisungen und Handhabungen in der Programmierung wird nicht tief greifend eingegangen.

    Projekt 2007 Seite 2

  • Projektdokumentation FESTO Station Prüfen

    1.2 Das Team

    A. Brandt J. Stuckas

    Projekt 2007 Seite 3

    Mit Beginn der Projektphase, wurden die einzelnen Teilbereiche unter den Teammitgliedern besprochen und sinnvoll nach dem jeweiligen Kenntnisstand aufgeteilt. Hierbei stand zu jeder Zeit das Projekt im Mittelpunkt. Herr A. Brandt war verantwortlich für die Programmierung und Herr J. Stuckas erstellte die Dokumentation. Auch wenn hier eine Aufgabenverteilung vorlag, wurde bei Problemlösungen, Erstellung der Dokumentation sowie der Programmierung die Zusammenarbeit praktiziert.

  • Projektdokumentation FESTO Station Prüfen

    2 Projektablauf

    2.1 Pflichtenheft

    Bevor die Station 'Prüfen' ihren Verarbeitungsprozess starten kann, soll von der Station 'Verteilen' das Werkstück durch einen Schwenkarm übergeben werden. Dieses Werkstück soll auf den Hubtisch gelegt werden. Je nach Material des Werkstückes, sollen die unterschiedlichen Näherungsschalter (induktiver, kapazitiver und optischer) angesprochen werden. Der Hubtisch fährt bis an den magnetischen bzw. induktiven Näherungsschalter (Endlage „Oben“) heran. Dort soll durch einen analogen Messvorgang die Stärke des Werkstücks bestimmt werden. Befindet sich ein Werkstück mit der richtigen Höhe auf dem Hubtisch wird der Ausstoßzylinder, der sich am Hubtisch befindet, angesprochen und übergibt dieses Werkstück über die Rutsche an die Station „Bearbeiten“. Wird bei der Analogmessung eine zu geringe Höhe festgestellt, soll das Werkstück zwar weitergegeben werden, aber als Ausschuss „markiert“ werden. Befindet sich nach der Messung ein zu hohes Werkstück auf dem Hubtisch, dann soll der Tisch wieder nach unten fahren und der Ausstoßzylinder soll das Werkstück in die untere Rutsche ablegen, auf der sich bis zu 3 Teile ansammeln können.

    Profibus Unter Verwendung des Profibus, soll eine Vernetzung der Station 1 bis 4 erstellt werden. Die Konfigurationsparameter für die Programmierung sind frei wählbar, da keine explizite Aufgabenstellung vorhanden ist.

    WinCC Unter Verwendung der Visualisierungssoftware (WinCC 5.1) soll eine einfache grafische Bedien- und Beobachtungsplattform für die Station „Prüfen“ erstellt werden.

    Projekt 2007 Seite 4

    Abb.1 Werkstück Abb.2 Hebearm Abb.3 Näherungs- Abb.4 Messvorgang Abb.5 Obere Rutsche von Station 1 schalter

    Abb.6 Rundteller Abb.7 Obere und Station 3 untere Rutsche

  • Projektdokumentation FESTO Station Prüfen

    2.2 Zeitplan

    Projekt 2007 Seite 5

  • Projektdokumentation FESTO Station Prüfen

    3 Sicherheitshinweise

    !Folgende Hinweise sollten Sie im Interesse Ihrer eigenen Sicherheit beachten!

    3.1 Allgemein:

    • Beachten Sie die Angaben der Datenblätter zu den einzelnen Elementen, insbesondere auch all