Laborbericht - Winmod mit Simulation

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

1. Kurzzusammenfassung

2. Einführung
2.1 Beschreibung der Aufgabenstellung1
2.2 Beschreibung der Hardwarekomponenten2
2.3 Beschreibung der Softwarekomponenten4
2.3.1 WINMOD SIM4
2.3.2 WINMOD STEP

3. Versuchsaufbau und Versuchsbeschreibung
3.1 Versuchsbeschreibung der Hauptfunktion8
3.2 Versuchsbeschreibung der Nebenfunktionen8

4. Programmbeschreibung
4.1 Allgemein
4.2 Die FC Bausteine
4.2.1 Baustein FC
4.2.2 Baustein FC
4.2.3 Baustein FC
4.3 Steuerung der Antriebe

5. Auswertung des Laborversuches
5.1 Probleme und Schwierigkeiten bei diesem Versuch13
5.2 Eigene Bewertung des Versuches

Abbildungsverzeichnis

Abb. 1: CPU 517PCI als Steckkarte

Abb. 2: Abbildung eines zyklischen Ablaufes

Abb. 3: Simulierter Versuchsaufbau am Winmod-Sim PC

Abb. 4: Programm Winmod Step 7: OB 1

Abb. 5: Programm Winmod Step 7: FC 30

Abb. 6: Bildliche Darstellung des Versuchs am Winmod Sim PC

1. Kurzzusammenfassung

Die Aufgabe des Laborversuches bestand darin, mit Hilfe der Vorlesungsunterlagen eine Steuerungsanlage zu programmieren und anschließend zu simulieren. Dazu standen uns zwei PC zur Verfügung. Der erste PC, Winmod-Sim diente zur Simulation des Versuchs. Der zweite PC (Winmod-Step 7), mit dem vorinstallierten Programm Simatic Step 7 und einer eingebauten SPS Steckkarte, diente zur Programmerstellung. Der Versuch wurde im Produktionswirtschaftslabor (Raum F 007) am Versuchsplatz eins durchgeführt. Der Zeitumfang, um die Problemlösung zu erarbeiten, umfasste insgesamt vier Doppelstunden. Die praktische Betreuung fand durch Fr. und Hr. statt.

2. Einführung

2.1 Beschreibung der Aufgabenstellung

Gegenstand des Versuches war es, zwei Stoffe (Stoff A und Stoff B) in einen Mischbehälter mit Füllstandsmessung einzulassen und mittels eines Rührwerks zu mischen. Der Behälter sollte anschließend durch ein Abflussventil vollständig geleert werden.

Mit stellen des Wahlschalters auf Automatikbetrieb und anschließendem drücken der Taste „Stoff A Start, “ wird der Mischbehälter mit dem Stoff A bis zum Sensor „über Min.“ befüllt. Wenn bis zu dem Sensor „über Min.“ nur auf den Taster „Start Stoff A“ gedrückt wurde, dann wird der Behälter oberhalb dieses Sensors nur mit dem Stoff B weiter befüllt, bis eine bestimmte Zeit abgelaufen, oder der Behälter voll ist. Wenn aber bis zu dem erreichen des Sensors „über Min.“ auch der Taster „Stoff B Start“ gedrückt wurde, wird oberhalb dieses Sensors Stoff A und Stoff B eingelassen, bis eine bestimmte Zeit abgelaufen oder der Behälter voll ist. Nach der Befüllung des Behälters, wird das Rührwerk eingeschaltet, um die beiden Stoffe zu mischen. Anschließend wird der Mischbehälter restlos geleert.

Bei Störungen wird der Ablauf durch betätigen des Not-Aus Schalters sofort gestoppt und durch eine blinkende Meldelampe angezeigt. Vor einem Neustart muss die Störung behoben und gelöscht werden. Die Anzahl der Starts der Speisepumpen und des Rührwerks werden gezählt und bei erreichtem Wartungsintervall durch Meldelampen angezeigt.

2.2 Beschreibung der Hardwarekomponenten

Für den Versuch standen uns zwei PC, eine Speicherprogrammierbare Steuerung ( SPS ) in Form einer Steckkarte und ein Netzteil für die SPS zur Verfügung. Die SPS ist per Busleitung (Profibus - DP) mit dem PC Winmod-Sim verbunden. Bei diesem dezentralen Aufbau stellt die SPS den Master und der PC Winmod-Sim den Slave dar. Wie diese SPS Steckkarte aussieht und welche Komponenten sie enthält, sieht man in Abb.1. Als Zusatz wird noch die Arbeitsweise einer SPS beschrieben und in Abb.2 ein zyklischer Ablauf dargestellt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1: CPU 517PCI als Steckkarte

Die CPU (= Control Processing Unit) 517PCI stellt eine vollwertige SPS-CPU in Form einer PCI - Buskarte für PC basierte Anwendungen dar. Die Steckkarte wird vom PC Winmod Step 7 als COM - Schnittstelle eingebunden. Da die Steckkarte unabhängig vom PC betrieben wird, ist diese extern mit DC 24V zu versorgen. Die Programmierung erfolgt bei diesem Versuch über das Standard Programmiertool Step 7 von Siemens.

Zusatz: Die Arbeitsweise einer SPS

Eine Steuerung beginnt mit der Abarbeitung, wenn die SPS eingeschaltet und ein Anwenderprogramm vorhanden ist. Wenn dies der Fall ist, werden alle Signalzustände der Eingangsbaugruppe erfasst und mit den jeweiligen Zuständen in einem Speicherbereich, dem Signalspeicher (Zwischenspeicher), abgelegt. Durch die CPU werden diese Anweisungen Schritt für Schritt bis zu dem Programmende abgearbeitet. An dieser Stelle findet eine Übertragung der zwischengespeicherten Ergebnisse an die Ausgangsebene statt. Ist diese Übertragung erfolgt und die Ausgänge gemäß dem Anwenderprogramm gesetzt, beginnt die Steuerung mit einem erneuten Durchlauf (Zyklische Bearbeitung).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.2: Abbildung eines zyklischen Ablaufes

2.3 Beschreibung der Softwarekomponenten

2.3.1 WINMOD SIM

Mit dem ersten PC Winmod-Sim kann man diesen Versuch simulieren. Wie man am nachfolgenden Bild sehen kann wird in dem Simulationsprogramm Winmod-Sim der ganze Versuchsaufbau bildlich dargestellt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.3: Simulierter Versuchsaufbau am Winmod-Sim PC

In diesem Simulationsprogramm sind sowohl die Eingänge bzw. Ausgänge der SPS als auch die Sensoren (z.B. Schalter) und Aktoren (z.B. Ventile) enthalten. Wenn man das Automatisierungstechnik I 4 Helmut Schönherr, David O´Driscol Laborversuch „Winmod mit Simulation Mischwerk" Programm startet, kann man im rechten Fenster den Prozessablauf und dabei z.B. den Stoff Ein- bzw. Ausfluss beobachten (siehe Abb. 3). Auf der linken Seite des Bildschirms, sieht man das Bedienpult, auf dem man beispielsweise die Starttaster der Stoffe A und B drücken kann. Es ersetzt die hardwareseitigen Schalter und Meldelampen.

2.3.2 WINMOD STEP 7

Auf dem zweiten PC war das Programmiertool Winmod Step 7 installiert. Dieses Tool dient zur Programmerstellung. Doch zur Programmierung einer SPS gibt es mehrere Möglichkeiten, die grundsätzlich verschieden sind. In der Praxis haben sich dabei drei Arten durchgesetzt, nämlich die Anweisungsliste (AWL), der Kontaktplan (KOP) und der Funktionsplan (FUP). Wie in Abb.4 zu sehen ist, wurde in unserem Fall mit dem Funktionsplan programmiert. Wie die Oberfläche des Programms Step 7 und so ein FUP aussieht kann man in Abb.3 und 4 sehen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 4: Programm Winmod Step 7: OB 1

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