Im täglichen Leben werden wir mit einer Vielzahl von Steuerungen konfrontiert, die wir nicht bewusst wahrnehmen. Bei der Fahrt mit dem Auto z.B. werden an jeder Kreuzung die Ampeln für Auto und Fußgänger gesteuert. Selbst im Auto steuert das Motorsteuergerät die Einspritzung der Pumpen, das Antiblockiersystem und viele weitere elektrischen Prozesse. Aus diesen Beispielen ist zu erkennen, dass die Steuerungstechnik weit verbreitet ist. Sie nimmt uns Aufgaben ab und arbeitet Prozesse automatisch ab. Die Steuerungstechnik stellt neben der Regelungstechnik, der Messtechnik und der Prozessleittechnik eine Grundlage der Automatisierungstechnik dar. Der Mensch verlässt sich voll und ganz auf die Hard- und Software der Steuerungstechnik wie z.B. im Auto, Straßenverkehr, Fahrstuhl usw. Die Aufgabe des Programmierers besteht darin, ein zuverlässiges Steuerungsprogramm zu entwickeln, dass ein sicheres betrieben der Anlage gewährleistet ist. Steuerungen können realisiert werden z.B. durch verdrahtete Relaisverbindungen, Mikrocomputersysteme bis hin zur Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS). Mit der Themenstellung der Steuerungsaufgabe „Bohreinrichtung“ soll in dieser Arbeit eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) mithilfe des Programms CoDeSys umgesetzt werden. Die konkrete Aufgabenstellung ist, dass mittels eines Tasters S1 (%I0.4) ein automatischer Ablauf gestartet wird. Nach betätigen des Tasters fährt Zylinder 1 aus bis zur Endlage. Danach fährt Zylinder 2 aus und nach Erreichen der Endlage wird genau 2s lang gebohrt. Anschließend fährt Zylinder 2, danach Zylinder 1 in die Grundstellung zurück. Der Taster S2 (%I0.5) dient dazu, die Maschine aus jeder beliebigen Position per Hand sofort in die Grundstellung zurück zu fahren. Außerdem soll noch die Verständnisfrage beantwortet werden: Welche Schichten des OSI-Modells finden in den Kommunikationssystemen der Automatisierung Verwendung?
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Grundlagen
2.1 Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS)
2.1.1 Aufbau und Wirkungsweise einer SPS
2.1.2 SPS-Zyklus
2.2 Schrittkette
2.3 PETRI-Netze
3 Hauptteil
3.1 Bohreinrichtung im PETRI-Netz
3.2 Programmierung in CoDeSys
3.3 Simulation – Zylinder Bewegung
4 Schluss
5 Verständnisfrage
Zielsetzung und Themen
Das Hauptziel dieser Arbeit ist die praxisnahe Umsetzung einer Steuerungsaufgabe für eine Bohreinrichtung mittels einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) und dem Programm CoDeSys. Dabei wird eine automatisierte Ablaufsteuerung entwickelt, die sowohl das Ausfahren von Pneumatikzylindern als auch einen zeitgesteuerten Bohrvorgang umfasst und zudem eine Not-Aus-Funktion zur sicheren Rückführung in die Grundstellung bietet.
- Entwicklung einer automatisierten Schrittkette für eine Bohreinrichtung.
- Grafische Modellierung des Steuerungsablaufs mittels PETRI-Netzen.
- Implementierung der Anweisungsliste (AWL) in der Programmierumgebung CoDeSys.
- Konzeption einer Simulation der Zylinderbewegungen mittels Strukturiertem Text (ST).
- Klärung der OSI-Schichten im Kontext industrieller Kommunikationssysteme.
Auszug aus dem Buch
3.1 Bohreinrichtung im PETRI-Netz
Wie zuvor in den Grundlagen erläutert werden PETRI-Netz genutzt um die Ablaufsteuerung grafisch darzustellen. Die nachfolgende Abbildung 3 zeigt den groben Ablauf der Bohreinrichtung.
In der Grundstellung in der Schritt 0 aktiv. In dieser Stellung liegt ein Eingangssignal an den Eingängen E0 (%I0.0) und E2 (%I0.2). Die Zylinder befinden sich in eingefahrener Position.
Mit Betätigung des Tasters S1 (%I0.4) ist die erste Transition erfüllt und es wird der erste Schritt gesetzt und der Schritt 0 zurückgesetzt. Zylinder 1 wird jetzt solange ausgefahren bis es den Endschalter E1 (%I0.1) erreicht.
Mit erreichen der Position E1 wird der nächste Schritt gesetzt und Zylinder 2 wird ausgefahren bis es den Endschalter E3 (%I0.3) erreicht.
Es wird anschließend 2 Sekunden lang gebohrt, wenn Zylinder 2 die Endlage erreicht hat. Schließlich werden dann die Zylinder 2 und 1 nacheinander wieder in die Grundposition zurückgefahren und der Bohrzyklus ist einmal abgelaufen.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Diese Einleitung führt in die Bedeutung der Steuerungstechnik ein und definiert die spezifische Aufgabenstellung für die automatisierte Bohreinrichtung.
2 Grundlagen: Das Kapitel vermittelt essenzielle theoretische Kenntnisse über speicherprogrammierbare Steuerungen, Schrittketten sowie die Modellierung mittels PETRI-Netzen.
3 Hauptteil: Hier erfolgt die praktische Umsetzung der Aufgabenstellung durch die Erstellung eines PETRI-Netzes, die Programmierung in Anweisungsliste und die Simulation der Zylinderbewegungen in CoDeSys.
4 Schluss: Das Kapitel reflektiert die Projektergebnisse und unterstreicht die Relevanz der strukturierten Analyse und grafischen Modellierung bei der SPS-Programmierung.
5 Verständnisfrage: Hier wird die Rolle des OSI-Modells in industriellen Kommunikationssystemen, speziell am Beispiel des Profibus-DP, erläutert.
Schlüsselwörter
Steuerungstechnik, SPS, Bohreinrichtung, CoDeSys, Schrittkette, PETRI-Netze, Anweisungsliste, Automatisierung, Pneumatikzylinder, OSI-Modell, Profibus-DP, Simulation, Zykluszeit, Ablaufsteuerung, Programmierung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Implementierung einer automatisierten Steuerung für eine Bohreinrichtung unter Verwendung einer Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS).
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen sind die SPS-Programmierung, die grafische Ablaufdarstellung durch PETRI-Netze sowie die Simulation von Zylinderbewegungen in CoDeSys.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Ziel ist es, den Ablauf einer Bohreinrichtung systematisch zu analysieren, grafisch abzubilden und als funktionsfähiges Steuerungsprogramm umzusetzen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es wird eine methodische Analyse angewandt, die bei der grafischen Modellierung durch PETRI-Netze beginnt und in der Implementierung mittels Anweisungsliste (AWL) mündet.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Im Hauptteil werden der Entwurf des PETRI-Netzes, die Deklaration der Variablen, die logische Programmierung der Schritte sowie die Simulation der Anlage beschrieben.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit lässt sich primär durch Begriffe wie SPS, CoDeSys, Schrittkette, Bohreinrichtung und PETRI-Netze charakterisieren.
Wie wird die Grundstellung der Bohreinrichtung gewährleistet?
Die Anlage erreicht die Grundstellung durch das Zurückfahren beider Zylinder, was durch den Taster S2 aus jeder beliebigen Position erzwungen werden kann.
Welche Bedeutung haben die OSI-Schichten im Kontext der Automatisierung?
Das OSI-Modell dient als Referenzmodell, um die Kommunikation in Feldbussystemen wie Profibus-DP schichtenbasiert zu beschreiben und zu standardisieren.
Wie erfolgt die Simulation der Zylinderbewegung in CoDeSys?
Die Simulation wird durch einen separaten Baustein in Strukturiertem Text (ST) realisiert, welcher die X- und Y-Koordinaten der Zylinder in Abhängigkeit von den Steuersignalen verändert.
- Quote paper
- Dragan Ilic (Author), 2016, Start einer Bohreinrichtung durch eine speicherprogrammierbare Steuerung mithilfe des Programms CoDeSys, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/380897
