Das Ziel der Arbeit besteht darin, den steuerungstechnischen Ablauf einer Bohreinrichtung mit einer SPS zu automatisieren. Dies soll mittels Schrittkettensimulationsprogramm in AWL implementiert und mit der Software CoDeSys umgesetzt und simuliert werden. Die folgende Verständnisfrage soll beantwortet werden.
Welche Schichten des OSI-Modells finden in den Kommunikationssystemen der Automatisierung Verwendung?
Die Arbeit ist in fünf Kapitel gegliedert. Im ersten Kapitel wird neben der Hinführung zum Thema, die Aufgabenstellung beschrieben. Im zweiten Kapitel werden die Grundlagen erläutert, darunter Fallen die Funktionsweise einer SPS sowie einer Ablaufsteuerung und das OSI-Modell. Es werden Programmierkenntnisse in AWL vorausgesetzt, daher wird auf die Programmiersprache nicht weiter
eingegangen. Das dritte und vierte Kapitel beschäftigt sich mit der Umsetzung und Lösung der Aufgabenstellung. Das abschließende fünfte Kapitel beinhaltet das Fazit der Arbeit.
Inhaltsverzeichnis
1 EINLEITUNG
1.1 AUFBAU DER ARBEIT
1.2 ZIEL DER ARBEIT
1.3 BESCHREIBUNG DES STEUERUNGSABLAUFS
2 GRUNDLAGEN
2.1 SPEICHERPROGRAMMIERBARE STEUERUNG
2.2 ABLAUFSTEUERUNG / SCHRITTKETTENPROGRAMMIERUNG
2.3 OSI-MODELL
3 UMSETZUNG DER BOHREINRICHTUNG
3.1 SPS AUSWAHLKRITERIEN
3.2 ZUORDNUNGSTABELLE
3.3 PETRI-NETZ
3.4 IMPLEMENTIERUNG
3.4.1 Variablen und Symbole
3.4.2 Schritt1
3.4.3 Schritt2
3.4.4 Schritt3
3.4.5 Schritt4
3.4.6 Schritt5
3.4.7 Schritt 6
3.4.8 Stopp Funktion
3.5 SIMULATION
4 VERSTÄNDNISFRAGE
5 FAZIT
5.1 ERGEBNISSE UND AUSBLICK
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel dieser Arbeit besteht in der Automatisierung des steuerungstechnischen Ablaufs einer Bohreinrichtung mittels einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS). Dabei liegt der Fokus auf der Implementierung eines Schrittkettensimulationsprogramms in der Programmiersprache Anweisungsliste (AWL) unter Verwendung der Software CoDeSys.
- Grundlagen der speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) und des EVA-Prinzips.
- Theoretische Betrachtung von Ablaufsteuerungen und der grafischen Modellierung durch Petri-Netze.
- Analyse des OSI-Modells im Kontext industrieller Kommunikationssysteme.
- Praktische Implementierung einer Bohreinrichtung inklusive Variablenzuordnung und Simulation.
Auszug aus dem Buch
1.3 Beschreibung des Steuerungsablaufs
Auf der Grundplatte der Bohrvorrichtung sind zwei Zylinder montiert. Beide Zylinder verfügen über eine Ölbremseinheit, wodurch eine langsame und gleichmäßige Vorschubgeschwindigkeit erreicht wird. Zylinder 1 spannt das Werkstück fest und auf Zylinder 2 ist der Bohrer montiert. Die Positionen der beiden Zylinder werden mit Endschaltern erkannt. Für den Bediener sind zwei Taster auf einem Bedienpanel angebracht.
Durch Betätigung von Taster S1 wird der automatisierte Bohrvorgang gestartet. Zuerst wird Zylinder 1 ausgefahren um das Werkstück zu spannen. Ist der Zylinder ausgefahren, wird anschließend Zylinder 2 angesteuert. Sobald der Endschalter von Zylinder 2 kontaktiert, verharren beide Zylinder über die Bohrdauer von 2s. Danach wird zuerst Zylinder 2 eingefahren und zuletzt wird Zylinder 1 wieder eingefahren. Dadurch soll verhindert werden, dass das Werkstück beim zurückfahren dos Bohrers nicht nach oben mitgezogen werden kann.
Zusammenfassung der Kapitel
1 EINLEITUNG: Dieses Kapitel motiviert die Notwendigkeit industrieller Automatisierung, definiert den Aufbau der Arbeit und umreißt die Zielsetzung des Projekts.
2 GRUNDLAGEN: Hier werden die theoretischen Basiskenntnisse zur SPS-Technik, zum zyklischen Betrieb, zu Ablaufsteuerungen und dem OSI-Modell vermittelt.
3 UMSETZUNG DER BOHREINRICHTUNG: Dieses Kernkapitel beschreibt die Anforderungsanalyse, das zugrunde liegende Petri-Netz, die konkrete Programmierung in AWL sowie die abschließende Simulation in CoDeSys.
4 VERSTÄNDNISFRAGE: Es erfolgt eine detaillierte Auseinandersetzung mit der Einordnung von Kommunikationsschichten in der Automatisierungstechnik unter Bezugnahme auf das OSI-Modell und den PROFIBUS.
5 FAZIT: Das letzte Kapitel fasst die Projektergebnisse zusammen und bietet einen Ausblick auf mögliche Erweiterungen wie Plausibilitätsprüfungen oder visuelle Statusanzeigen.
Schlüsselwörter
SPS, Automatisierung, CoDeSys, AWL, Bohreinrichtung, Ablaufsteuerung, Schrittkette, Petri-Netz, OSI-Modell, Sensorik, Aktorik, Zylindersteuerung, Programmierung, Industrielle Steuerung, Simulation.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit behandelt die automatisierte Steuerung einer Bohreinrichtung unter Verwendung einer SPS und deren Programmierung mittels Schrittketten.
Welche zentralen Themenfelder werden abgedeckt?
Die Arbeit spannt den Bogen von den theoretischen Grundlagen der Automatisierungstechnik und Kommunikation (OSI-Modell) bis hin zur praktischen Umsetzung und Simulation in CoDeSys.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das Ziel ist die automatisierte Umsetzung eines Bohrprozesses in AWL, ergänzt durch die Analyse der Schichtkommunikation in Automatisierungssystemen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es wird ein ingenieurwissenschaftlicher Ansatz gewählt, bestehend aus der Modellierung (Petri-Netz), der Implementierung (SPS-Programmierung) und der Validierung mittels Simulation.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil konzentriert sich auf die technische Spezifikation, die Erstellung der Zuordnungstabellen, die Programmierung einzelner Prozessschritte und die Simulation der Gesamtanlage.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die zentralen Begriffe sind SPS, Schrittkettenprogrammierung, CoDeSys, AWL, Bohreinrichtung und OSI-Modell.
Warum wird im Projekt eine Ölbremseinheit eingesetzt?
Die Ölbremseinheit ist notwendig, um eine langsame und gleichmäßige Vorschubgeschwindigkeit der Zylinder während des Bohrvorgangs zu gewährleisten.
Wie wird bei Betätigung des Stopp-Tasters verfahren?
Bei Betätigung des Stopp-Tasters S2 wird die aktuelle Schrittkette sofort unterbrochen und das System läuft direkt in die definierte Grundstellung zurück.
Welche Rolle spielt das OSI-Modell in der Arbeit?
Das OSI-Modell dient als theoretischer Rahmen, um die Kommunikation zwischen der SPS und den Ein-/Ausgabemodulen bzw. Feldbussen wie PROFIBUS zu analysieren.
Welche Software wurde für die Programmierung und Simulation gewählt?
Für die Implementierung des SPS-Programms und die anschließende Simulation des Ablaufs wurde die Software CoDeSys in der Version 2.3 verwendet.
- Arbeit zitieren
- Stefan Nothdurft (Autor:in), 2018, Projekt Bohreinrichtung. Implementierung einer speicherprogrammierbaren Steuerung mit CoDeSys, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/441853
