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. Bohrer und Hr. Surauer statt.
Inhaltsverzeichnis
1. Kurzzusammenfassung
2. Einführung
2.1 Beschreibung der Aufgabenstellung
2.2 Beschreibung der Hardwarekomponenten
2.3 Beschreibung der Softwarekomponenten
2.3.1 WINMOD SIM
2.3.2 WINMOD STEP 7
3. Versuchsaufbau und Versuchsbeschreibung
3.1 Versuchsbeschreibung der Hauptfunktion
3.2 Versuchsbeschreibung der Nebenfunktionen
4. Programmbeschreibung
4.1 Allgemein
4.2 Die FC Bausteine
4.2.1 Baustein FC 10
4.2.2 Baustein FC 20
4.2.3 Baustein FC 30
4.3 Steuerung der Antriebe
5. Auswertung des Laborversuches
5.1 Probleme und Schwierigkeiten bei diesem Versuch
5.2 Eigene Bewertung des Versuches
Zielsetzung & Themen
Das primäre Ziel dieses Laborversuchs war die praktische Anwendung theoretischer Vorlesungsinhalte durch die Programmierung und anschließende Simulation einer automatisierten Mischwerksanlage. Dabei lag der Fokus auf der Implementierung logischer Steuerungsabläufe unter Einsatz der SPS-Software Simatic Step 7 und der Simulationsumgebung Winmod.
- Programmierung einer SPS-Steuerung für ein automatisiertes Mischsystem.
- Simulation komplexer Prozessabläufe (Stoffeinlass, Rührwerk, Entleerung).
- Implementierung von Sicherheitsfunktionen (Not-Aus, Fail-Save-Prinzip).
- Verwaltung und Überwachung von Wartungsintervallen mittels Zählern.
- Fehlersuche und -behebung in einer automatisierten Umgebung.
Auszug aus dem Buch
3.1 Versuchsbeschreibung der Hauptfunktion
Mit stellen des Wahlschalters E 5.2 auf Automatikbetrieb und anschließendem drücken der Taste E 0.0 „Stoff A Start, “ wird der Mischbehälter mit dem Stoff A befüllt. Dazu wird die Speisepumpe A 8.4 angesteuert, daraufhin öffnet das Speiseventil A 8.1 und das Einlassventil A 8.0. Da der Durchflussgeber des Stoffes A, E 0.2 nun schaltet, kann der Stoff A in den Behälter einfließen, bis der Sensor E 3.1 „über Min.“ anzeigt. Wenn bis zu dem Sensor E 3.1 „über Min.“ nur der Taster E 0.0 für den Stoff A gedrückt wurde, dann wird der Behälter oberhalb dieses Sensors E 3.1 weiter nur mit dem Stoff B befüllt, bis eine Zeit T1 = 10 Sekunden abgelaufen, oder der Behälter voll ist und damit der Sensor E 3.0 schaltet. Um den Stoff B einzulassen wird die Speisepumpe A 9.4 angesteuert, daraufhin öffnet das Speiseventil A 9.1 sowie das Einlassventil A 9.0 und der Stoff B kann einfließen, da nun der Durchflussgeber des Stoffes B, (E 1.2) schaltet. Wenn aber bis zu dem erreichen des Sensors E 3.1 „über Min.“ auch der Taster E 1.0 „Stoff B Start“ gedrückt wurde, dann wird oberhalb dieses Sensors Stoff A und Stoff B eingelassen, bis die Zeit T1 = 10 Sekunden abgelaufen oder der Behälter voll ist. Nach der Befüllung des Behälters, wird das Rührwerk A 10.0 für T3 = 15 Sekunden eingeschaltet, um die beiden Stoffe zu mischen. Dies wird von dem Rückmeldesignal E 2.0 „Rührwerk läuft“ bestätigt. Anschließend wird der Mischbehälter restlos geleert, dazu öffnet das Abflussventil A 12.0. Nachdem der Behälter leer ist, schließt das Abflussventil wieder.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Kurzzusammenfassung: Bietet einen Überblick über den Rahmen des Versuchs, die genutzten PC-Systeme und die Dauer der Bearbeitung.
2. Einführung: Beschreibt die Aufgabenstellung des Mischprozesses und die verwendeten Hardwarekomponenten wie SPS-Steckkarten und Netzteile.
3. Versuchsaufbau und Versuchsbeschreibung: Erläutert detailliert die Hauptfunktionen der Anlage sowie die sicherheitsrelevanten Nebenfunktionen und Störungsabläufe.
4. Programmbeschreibung: Detaillierte Anleitung zur Umsetzung der Logik in FC-Bausteine (FC 10, 20, 30) und deren Verknüpfung im Organisationsbaustein OB 1.
5. Auswertung des Laborversuches: Reflektiert aufgetretene technische Hürden bei der Programmierung und bewertet den Lernerfolg der praktischen Umsetzung.
Schlüsselwörter
Automatisierungstechnik, SPS, Simatic Step 7, Winmod, Mischwerk, Funktionsplan, FUP, Speicherprogrammierbare Steuerung, Prozessautomation, Ablaufsteuerung, Sensorik, Aktorik, Fehlerdiagnose, Automatikbetrieb, Wartungsintervall
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in diesem Laborbericht grundlegend?
Der Bericht dokumentiert einen Laborversuch, bei dem eine industrielle Mischwerk-Steuerung mithilfe von SPS-Programmierung simuliert wurde.
Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?
Die Arbeit behandelt die Programmierung von Automatikabläufen, den Einsatz von Simulationssoftware (Winmod), die Ansteuerung von Aktoren und das Prozessmanagement mittels SPS.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist es, den gesamten Mischvorgang – vom Einlassen verschiedener Stoffe bis hin zur kontrollierten Entleerung – unter Berücksichtigung von Störfällen und Wartungssignalen zu automatisieren.
Welche wissenschaftliche Methode wurde verwendet?
Es wurde eine praxisorientierte Systementwicklung unter Anwendung der Funktionsplan-Programmierung (FUP) für S7-Steuerungen gewählt.
Was wird im Hauptteil des Berichts thematisiert?
Der Hauptteil gliedert sich in die detaillierte Beschreibung der Hardware, den Aufbau des Simulationsmodells sowie die logische Umsetzung in einzelne FC-Bausteine.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren das Dokument?
Die Arbeit lässt sich durch Begriffe wie SPS-Steuerung, Automatisierungstechnik, Winmod, Simatic Step 7 und Ablaufsteuerung definieren.
Wie geht die Steuerung mit dem "Fail-Save-Prinzip" bei diesem Versuch um?
Das Fail-Save-Prinzip wird durch einen als Öffner konfigurierten Sensor (E 3.0) umgesetzt, der den Befüllvorgang sofort stoppt, sobald der Behälter voll ist oder der Sensor unterbrochen wird.
Warum war die Reihenfolge beim Laden der Programme wichtig?
Ein falsches Laden der Programmteile (FC-Bausteine vor OB 1 oder umgekehrt) führte im Versuch zu einem „Schwerwiegenden Fehler“ bei der Datenübertragung auf den Simulationsrechner.
Wie werden Wartungsintervalle für das Rührwerk überwacht?
Die Steuerung zählt die Starts der Speisepumpen und des Rührwerks; bei Erreichen von 5 Durchläufen werden die entsprechenden Meldelampen zur Wartungsaufforderung aktiviert.
- Citation du texte
- Helmut Schönherr (Auteur), David O'Driscol (Auteur), 2006, Laborbericht - Winmod mit Simulation, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/144314
