Automatiseren en optimaliseren van een dozenopzet

Automatiseren en optimaliseren van een dozenopzet

1


EINDWERK: Automatiseren en optimaliseren van een dozenopzet

Studiegebied Industriële Wetenschappen en Technologie Opleiding Elektromechanica Optie Elektromechanica Academiejaar 2005-2006

DESMIDT Kristof DEWITTE Wesley 2


Voorwoord Dit eindwerk, het automatiseren en optimaliseren van een dozenopzet, werd gemaakt om het diploma Industrieel Ingenieur Elektromechanica optie Elektromechanica te behalen aan de PIH te Kortrijk.

Unifrost nv was een uitstekende plaats voor het vervaardigen van ons eindwerk. Daarom willen wij langs deze weg alle werknemers bedanken voor hun hulp, maar in het bijzonder bedanken wij onze externe promotor Dhr. Bart Nollet en Dhr. Luc Wayaert voor hun hulp die ze ons gegeven hebben.

Tevens willen we de directie en het volledige opleidingsteam van de PIH bedanken en in het bijzonder onze interne promotor Mevr. Isabel Sweertvaegher die ons gedurende dit eindwerk heeft opgevolgd.

Ten slotte bedanken wij onze ouders die het mogelijk maakten deze opleiding te volgen en de steun die ze ons gedurende de jaren studie hebben gegeven.

3


INHOUDSOPGAVE INLEIDING

1

2

3

VOORSTELLING BEDRIJF................................................................................................................... 14 1.1

ADRES ................................................................................................................................................ 14

1.2

GESCHIEDENIS .................................................................................................................................... 14

1.3

KWALITEITSSYSTEMEN VAN HET BEDRIJF ........................................................................................... 16

AUTOMATISEREN EN OPTIMALISEREN VAN EEN DOZENOPZET......................................... 18 2.1

DOELSTELLING ................................................................................................................................... 18

2.2

DOEL VAN DE INSTALLATIE ................................................................................................................ 18

2.3

DE VERSCHILLENDE ONDERDELEN VAN DE INSTALLATIE .................................................................... 20

2.4

WERKING VAN DE INSTALLATIE .......................................................................................................... 23

2.4.1

Algemene werking ......................................................................................................................... 23

2.4.2

Signalisatie.................................................................................................................................... 31

2.4.3

Positionering ................................................................................................................................. 31

2.4.4

Bediening....................................................................................................................................... 32

2.4.5

Systeemvereisten............................................................................................................................ 33

2.4.6

Formaat instellingen ..................................................................................................................... 33

2.4.7

Vervangen van de kleefband.......................................................................................................... 35

TECHNISCHE SPECIFICATIES VAN DE INSTALLATIE............................................................... 36 3.1

ALGEMEEN ......................................................................................................................................... 36

3.1.1

Klant.............................................................................................................................................. 36

3.1.2

Installatiereferenties...................................................................................................................... 36

3.1.3

Elektrische aansluiting .................................................................................................................. 36

3.1.4

Noodstopcategorie ........................................................................................................................ 36

3.1.5

Persluchtaansluiting...................................................................................................................... 37

3.1.6

Werkomgeving............................................................................................................................... 37

3.1.7

Constructienormen ........................................................................................................................ 37

3.1.8

Afwijkingen.................................................................................................................................... 37

3.2

KLEURENCODERING INTERNE BEDRADING .......................................................................................... 38

3.2.1

Vermogenkring .............................................................................................................................. 38

3.2.2

Stuurkring...................................................................................................................................... 38

3.2.3

Aarding.......................................................................................................................................... 38

3.3

DRAADDOORSNEDE INTERNE BEDRADING .......................................................................................... 38

4


4

5

RISICOBEOORDELING OP ARBEIDSMIDDELEN.......................................................................... 39 4.1

INLEIDING ........................................................................................................................................... 39

4.2

RISICOGRAAF VOLGENS DE EUROPESE NORM EN 1050 ...................................................................... 40

4.3

RISICOGRAAF VOLGENS DE EUROPESE NORM EN 954-1..................................................................... 42

4.4

SCHEMATISCH OVERZICHT TUSSEN DE RISICOGRAAD EN DE BEVEILIGINGSCATEGORIE....................... 46

BESPREKING VAN DE COMPONENTEN .......................................................................................... 47 5.1

HOOFDSCHAKELAAR........................................................................................................................... 47

5.2

VERLIESSTROOMSCHAKELAAR ........................................................................................................... 47

5.2.1

Doel............................................................................................................................................... 47

5.2.2

Werking ......................................................................................................................................... 48

5.3

AUTOMATISCHE SCHAKELAARS .......................................................................................................... 49

5.3.1

Doel............................................................................................................................................... 49

5.3.2

Werking ......................................................................................................................................... 49

5.3.2.1

Elektromagnetische maximumschakelaar............................................................................................ 49

5.3.2.2

Thermische maximumschakelaar ........................................................................................................ 50

5.3.2.3

Elektromagnetisch-thermische maximumschakelaar........................................................................... 50

5.4

THERMISCHE BEVEILIGING.................................................................................................................. 50

5.4.1

Doel............................................................................................................................................... 50

5.4.2

Werking ......................................................................................................................................... 51

5.5

CONTACTOREN ................................................................................................................................... 51

5.5.1

Doel............................................................................................................................................... 51

5.5.2

Werking ......................................................................................................................................... 51

5.6

BUFFERRELAIS .................................................................................................................................... 52

5.7

WISSELSPANNINGSTRANSFORMATOR ................................................................................................. 53

5.7.1

Doel............................................................................................................................................... 53

5.7.2

Werking ......................................................................................................................................... 54

5.8

GELIJKSPANNINGSTRANSFORMATOR .................................................................................................. 54

5.8.1

Doel............................................................................................................................................... 54

5.8.2

Werking ......................................................................................................................................... 55

5.9

NOODSTOPMODULE ............................................................................................................................ 55

5.9.1

Doel............................................................................................................................................... 55

5.9.2

Pilz noodstopmodule ..................................................................................................................... 56

5.10

5.9.2.1

Algemeen ............................................................................................................................................ 56

5.9.2.2

Werking noodstopmodule.................................................................................................................... 57

VEILIGHEIDSMODULE ......................................................................................................................... 58

5.10.1

Doel .......................................................................................................................................... 58

5.10.2

Schmersal veiligheidsmodule ................................................................................................... 59

5.11

5.10.2.1

Algemeen ............................................................................................................................................ 59

5.10.2.2

Werking veiligheidsmodule................................................................................................................. 60

SENSOREN........................................................................................................................................... 61

5


6

5.11.1

Inductieve sensor ...................................................................................................................... 61

5.11.2

Optische sensoren..................................................................................................................... 62

5.11.2.1

Reflextastkop....................................................................................................................................... 62

5.11.2.2

Reflextaster.......................................................................................................................................... 63

5.12

DE PLC............................................................................................................................................... 64

5.13

HET OPERATOR PANEL ....................................................................................................................... 65

5.14

DE 3-FASIGE ASYNCHRONE MOTOR..................................................................................................... 65

5.14.1

Algemeen .................................................................................................................................. 65

5.14.2

Werking .................................................................................................................................... 66

5.14.3

Koeling van de motor ............................................................................................................... 66

5.14.4

Aansluiten van de motor........................................................................................................... 67

DE FREQUENTIEREGELAAR.............................................................................................................. 68 6.1

FUNCTIE.............................................................................................................................................. 68

6.2

ALGEMENE WERKING VAN DE FREQUENTIEREGELAAR........................................................................ 68

6.2.1

De scalaire regelaar...................................................................................................................... 68

6.2.2

Principiële werking ....................................................................................................................... 69

6.3

DE INDIRECTE FREQUENTIEREGELAAR MET SPANNINGSTUSSENKRING................................................ 70

6.4

BESPREKING VAN DE GEBRUIKTE FREQUENTIEREGELAARS ................................................................. 72

6.4.1

6.4.1.1

Hoofdcircuit ........................................................................................................................................ 73

6.4.1.2

Controlecircuit..................................................................................................................................... 73

6.4.2

Bespreking belangrijkste parameters ............................................................................................ 75

6.4.2.1

Boostfunctie, IR-compensatie (P0)...................................................................................................... 75

6.4.2.2

Maximale (P1) –en minimale frequentie (P2) ..................................................................................... 75

6.4.2.3

Verschillende snelheidsinstellingen (P4, P5, P6)................................................................................. 76

6.4.2.4

Acceleratie (P7) –en deceleratietijd (P8) ............................................................................................. 76

6.4.2.5

DC remming (P10, P11, P12).............................................................................................................. 76

6.4.2.6

Bedieningsmode (P79) ........................................................................................................................ 76

6.4.2.7

Motorkenmerken (P80, P82, P83, P84) ............................................................................................... 77

6.4.2.8

Slipcompensatie (P245, P246, P247)................................................................................................... 77

6.4.3

7

Blokschema ................................................................................................................................... 72

Bedieningseenheid......................................................................................................................... 77

6.4.3.1

Visualiseer mode ................................................................................................................................. 78

6.4.3.2

Frequentieset mode.............................................................................................................................. 78

6.4.3.3

Parameterset mode .............................................................................................................................. 78

6.4.3.4

Operation mode ................................................................................................................................... 79

6.4.3.5

Helpmode ............................................................................................................................................ 79

TECHNISCHE BEREKENINGEN ......................................................................................................... 80 7.1

BEPALEN VAN DE MOTOREN ............................................................................................................... 80

7.2

BEPALEN VAN DE FREQUENTIEREGELAARS ......................................................................................... 81

7.3

BEPALEN VAN DE TRANSFORMATOREN ............................................................................................... 81

7.3.1

Wisselspanningstransformator...................................................................................................... 81

6


7.3.1.1

Contactoren noodstop –en veiligheidsmodule ..................................................................................... 81

7.3.1.2

Contactoren schakelen frequentieregelaars.......................................................................................... 82

7.3.1.3

Power Supply ...................................................................................................................................... 82

7.3.2

Gelijkspanningstransformator....................................................................................................... 83

7.3.2.1

Noodstopmodule ................................................................................................................................. 83

7.3.2.2

Veiligheidsmodule............................................................................................................................... 83

7.3.2.3

PLC ingangen ...................................................................................................................................... 83

7.3.2.4

PLC uitgangen..................................................................................................................................... 84

7.3.2.5

Signalisatiekolom en perslucht ventielen............................................................................................. 85

7.3.2.6

Operation Panel ................................................................................................................................... 85

7.4

BEPALEN VAN DE THERMIEKEN VOOR DE TRANSFORMATOREN........................................................... 86

7.4.1

Wisselspanningstransformator...................................................................................................... 86

7.4.2

Gelijkspanningstransformator....................................................................................................... 86

7.5

BEPALEN VAN DE AUTOMATEN ........................................................................................................... 87

7.5.1

De PLC.......................................................................................................................................... 87

7.5.2

Contactoren noodstop –en veiligheidsmodule............................................................................... 87

7.5.3

Contactoren frequentieregelaars .................................................................................................. 87

7.5.4

Na wisselspanningstransformator................................................................................................. 88

7.5.5

Noodstopmodule............................................................................................................................ 88

7.5.6

PLC ingangen................................................................................................................................ 88

7.5.7

PLC uitgangen .............................................................................................................................. 88

7.5.8

Signalisatiekolom en persluchtventielen ....................................................................................... 88

7.5.9

Operator panel .............................................................................................................................. 89

7.5.10 7.6 8

Bordverlichting......................................................................................................................... 89

BEPALEN VAN DE VERLIESSTROOM –EN HOOFDSCHAKELAAR ............................................................. 89

PROGRAMMEREN VAN PLC EN OPERATOR PANEL .................................................................. 90 8.1

PLC .................................................................................................................................................... 90

8.1.1

Aanmaken van een nieuw project .................................................................................................. 90

8.1.1.1

Submap Parameter............................................................................................................................... 91

8.1.1.2

Submap Program ................................................................................................................................. 93

8.1.1.3

Submap Device comment.................................................................................................................... 95

8.1.1.4

Submap Device memory en Device init .............................................................................................. 95

8.1.2 8.2

Transfer setup................................................................................................................................ 97 OPERATOR PANEL............................................................................................................................... 98

8.2.1

Opbouw ......................................................................................................................................... 98

8.2.1.1

Systeemtoetsen .................................................................................................................................... 99

8.2.1.2

Functietoetsen...................................................................................................................................... 99

8.2.1.3

Alfanumerieke toetsen....................................................................................................................... 100

8.2.1.4

Pijltjestoetsen .................................................................................................................................... 100

8.2.1.5

Display .............................................................................................................................................. 100

8.2.1.6

LED’s ................................................................................................................................................ 100

7


8.2.2

Gebruik........................................................................................................................................ 101

8.2.2.1

Bedieningskeuze................................................................................................................................ 101

8.2.2.2

Status ................................................................................................................................................. 104

8.2.2.3

Capaciteit........................................................................................................................................... 105

8.2.2.4

Instellingen ........................................................................................................................................ 105

8.2.2.5

Toegang verkrijgen tot een beveiligingsniveau. ................................................................................ 113

8.2.2.6

Signalisatie ........................................................................................................................................ 114

8.2.3

Programmatie ............................................................................................................................. 114

8.2.3.1

Aanmaken van een nieuw project...................................................................................................... 114

8.2.3.2

Aanmaken van een nieuw blok of scherm ......................................................................................... 118

8.2.3.3

Toewijzen van de functietoetsen ....................................................................................................... 123

8.2.3.4

Toewijzen van de alarmen ................................................................................................................. 125

8.2.3.5

Gebruik van meerdere talen............................................................................................................... 126

8.2.3.6

Instellen van de paswoorden.............................................................................................................. 129

8.2.3.7

Toekennen van de LED’s .................................................................................................................. 130

9

ELEKTRISCHE SCHEMA’S ................................................................................................................ 131

10

BESLUIT.................................................................................................................................................. 132

11

BIBLIOGRAFIE ..................................................................................................................................... 133 11.1

BRONVERMELDING VAN BOEKEN ...................................................................................................... 133

11.2

BRONVERMELDING VAN INFORMATIE GEVONDEN VIA INTERNET ...................................................... 133

11.3

BRONVERMELDING VAN BIJSLUITER, HANDLEIDING ......................................................................... 133

8


LIJST VAN FIGUREN Figuur 1.1: Foto Unifrost ...................................................................................................................................... 15 Figuur 1.2: Logo van de Dujardin groep............................................................................................................... 16

Figuur 2.1: Dozenopzet......................................................................................................................................... 19 Figuur 2.2: Plano en geplooide doos..................................................................................................................... 19 Figuur 2.3: Elektrische kast

Figuur 2.4: Drukregelaar met filter .............................................................. 20

Figuur 2.5: Motor en digitale ingangen

Figuur 2.6: Pneumatische componenten................................. 21

Figuur 2.7: Deuren met plexiglas.......................................................................................................................... 21 Figuur 2.8: Separator

Figuur 2.9: Wagen ................................................................................................... 22

Figuur 2.10: Taper................................................................................................................................................. 22 Figuur 2.11: Planomagazijn

Figuur 2.12: Meenemer ............................................................................... 23

Figuur 2.13: Positie einde separator...................................................................................................................... 23 Figuur 2.14: Positie 2 van de plano....................................................................................................................... 24 Figuur 2.15: Kettingaandrijving

Figuur 2.16: Motor met reductie.......................................................... 24

Figuur 2.17: Vasthouden plano

Figuur 2.18: Zuigarm naar beneden ...................................................... 25

Figuur 2.19: Eerste zuigarm

Figuur 2.20: Tweede zuigarm ..................................................................... 25

Figuur 2.21: Dichtplooien zijflappen .................................................................................................................... 26 Figuur 2.22: Kantelen

Figuur 2.23: Openen zijkleppen ............................................................................. 26

Figuur 2.24: Sluiten tweede langsflap

Figuur 2.25:Geleidingen ........................................................... 27

Figuur 2.26: Met midden van de doos boven de taper .......................................................................................... 27 Figuur 2.27: Openen van de tweede arm Figuur 2.29: Bevestiging wagen Figuur 2.31: Stamper

Figuur 2.28: Loslaten van de doos....................................... 28 Figuur 2.30: Motorarm met schokdempers ......................................... 28

Figuur 2.32: rechten van de startklep....................................................................... 29

Figuur 2.33: Aandrukken van de kleefband

Figuur 2.34: Afsnijden kleefband................................... 30

Figuur 2.35: Windjet ............................................................................................................................................. 30 Figuur 2.36: Motor met positiemeting .................................................................................................................. 32 Figuur 2.37: Afstellen wagen ................................................................................................................................ 33 Figuur 2.38: Afstellen planomagazijn

Figuur 2.39: Afstellen planomagzijn ........................................ 34

Figuur 2.40: Afstellen taper .................................................................................................................................. 34 Figuur 2.41: Kleefband ......................................................................................................................................... 35

Figuur 5.1: Hoofdschakelaar INS 40..................................................................................................................... 47 Figuur 5.2: Verliesstroomschakelaar..................................................................................................................... 48 Figuur 5.3: Automatische schakelaars .................................................................................................................. 49 Figuur 5.4: Thermische beveiliging met hulpcontact............................................................................................ 51 Figuur 5.5: Contactor ............................................................................................................................................ 52 Figuur 5.6: Het bufferrelais en zijn aansluitschema.............................................................................................. 52 Figuur 5.7: De beschermingstransformator........................................................................................................... 53

9


Figuur 5.8: Gelijkspanningstransformator ............................................................................................................ 54 Figuur 5.9: Inwendig schema van de voeding....................................................................................................... 55 Figuur 5.10: Noodstopmodule .............................................................................................................................. 56 Figuur 5.11: Schema noodstopmodule.................................................................................................................. 57 Figuur 5.12: Start -en ingangscircuit..................................................................................................................... 58 Figuur 5.13: Veiligheidsmodule............................................................................................................................ 59 Figuur 5.14: Schema veiligheidsmodule ............................................................................................................... 60 Figuur 5.15: Werking van een inductieve sensor .................................................................................................. 61 Figuur 5.16: Sick reflextastkop ............................................................................................................................. 62 Figuur 5.17: Omron reflextaster............................................................................................................................ 63 Figuur 5.18: Mitsubishi Q-serie PLC.................................................................................................................... 64 Figuur 5.19: E300 Operator Panel......................................................................................................................... 65

Figuur 6.1: Blokschema ........................................................................................................................................ 69 Figuur 6.2: Principeschema indirecte frequentieregelaar met spanningstussenkring............................................ 70 Figuur 6.3: Uitgangsspanning en principe van de sinusgestuurde PBM ............................................................... 70 Figuur 6.4: Sinusgestuurde PWM bij een driefasige spanning ............................................................................. 71 Figuur 6.5: Blokschema E520S............................................................................................................................. 72 Figuur 6.6: IR-compensatie................................................................................................................................... 75 Figuur 6.7: Bedienterminal FR-PA02-02.............................................................................................................. 77

Figuur 8.1: Kiezen van het PLC type .................................................................................................................... 90 Figuur 8.2: Project indeling................................................................................................................................... 91 Figuur 8.3: In -en uitgangskaarten ........................................................................................................................ 92 Figuur 8.4: Response time..................................................................................................................................... 92 Figuur 8.5: Datatypen ........................................................................................................................................... 93 Figuur 8.6: Submap Program ................................................................................................................................ 94 Figuur 8.7: Device test .......................................................................................................................................... 94 Figuur 8.8: Symbolische naamgeving ................................................................................................................... 95 Figuur 8.9: Startwaarden van de timers ................................................................................................................ 96 Figuur 8.10: Instellingen communicatie PC en PLC............................................................................................. 97 Figuur 8.11: Het E300 Operator Panel.................................................................................................................. 98 Figuur 8.12: Scherm bedieningskeuze ................................................................................................................ 101 Figuur 8.13: Voorbeeldscherm handmatige cyclus ............................................................................................. 102 Figuur 8.14: Scherm cyclische werking .............................................................................................................. 102 Figuur 8.15: Scherm simultane werking ............................................................................................................. 103 Figuur 8.16: Scherm startposities........................................................................................................................ 103 Figuur 8.17: Scherm status installatie ................................................................................................................. 104 Figuur 8.18: Scherm capaciteit............................................................................................................................ 105 Figuur 8.19: Scherm instellingen ........................................................................................................................ 105

10


Figuur 8.20: Scherm machine instellingen.......................................................................................................... 106 Figuur 8.21: Scherm doosformaten..................................................................................................................... 106 Figuur 8.22: Scherm gekozen formaat ................................................................................................................ 107 Figuur 8.23: Scherm afmetingen formaat ........................................................................................................... 107 Figuur 8.24:Scherm richtwaarden ....................................................................................................................... 107 Figuur 8.25: Hulptekening richtwaarden seperator ............................................................................................. 109 Figuur 8.26: Hulptekening richtwaarden wagen ................................................................................................. 110 Figuur 8.27: Scherm wijzigen timers .................................................................................................................. 111 Figuur 8.28: Scherm wijzigen timers .................................................................................................................. 112 Figuur 8.29: Scherm Operator Panel instellingen ............................................................................................... 112 Figuur 8.30: Scherm paswoorden........................................................................................................................ 113 Figuur 8.31: Scherm taalkeuze............................................................................................................................ 113 Figuur 8.32: Configuratie.................................................................................................................................... 115 Figuur 8.33: Opdeling project ............................................................................................................................. 116 Figuur 8.34: Aanmaken blok............................................................................................................................... 118 Figuur 8.35: Grafische mode scherm .................................................................................................................. 119 Figuur 8.36: Block Properties ............................................................................................................................. 120 Figuur 8.37: Object Digital Text ......................................................................................................................... 121 Figuur 8.38: Object Analog Numeric, General ................................................................................................... 122 Figuur 8.39: Object Analog Numeric, Access .................................................................................................... 122 Figuur 8.40: Object Digital Symbol .................................................................................................................... 123 Figuur 8.41: Block Properties ............................................................................................................................. 124 Figuur 8.42: Aanmaken Alarm Group ................................................................................................................ 125 Figuur 8.43: Aanmaken alarm............................................................................................................................. 125 Figuur 8.44: Aanmaken Alarm .......................................................................................................................... 126 Figuur 8.45: Instellen aantal talen ....................................................................................................................... 127 Figuur 8.46: Instellen talen ................................................................................................................................. 127 Figuur 8.47: Opgeven dataregister ...................................................................................................................... 128 Figuur 8.48: Ingeven vertalingen ........................................................................................................................ 129 Figuur 8.49: Instellen paswoorden ...................................................................................................................... 130 Figuur 8.50: Toewijzen LED's ............................................................................................................................ 130

11


LIJST VAN TABELLEN Tabel 4.1: Schematisch overzicht tussen de risicograad en de beveiligingscategorie........................................... 46

Tabel 7.1: Gegevens motoren ............................................................................................................................... 80 Tabel 7.2: Gegevens frequentieregelaars .............................................................................................................. 81 Tabel 7.3: Overzichtstabel stroomverbruik digitale ingangen............................................................................... 84 Tabel 7.4: Overzichtstabel verbruiksstroom persluchtventielen ........................................................................... 85 Tabel 7.5: Overzicht totale stroomkring................................................................................................................ 89

Tabel 8.1: Overzicht systeemtoetsen..................................................................................................................... 99

12


Inleiding De voorbije jaren is het verpakken van producten sterk geëvolueerd. Er worden meer en meer eisen gesteld aan de verpakkingstijden waardoor machines voortdurend dienen te worden aangepast. Belangrijke criteria hierin zijn snelheid, range aan doosformaten en minimale omsteltijden. Automatisering is hierbij dan ook niet meer weg te denken uit de verpakkingsindustrie.

Een eerste doelstelling van ons eindwerk bestond uit een bestaande dozenopzet, dat vroeger deel uitmaakte van een volledige verpakkingslijn, te voorzien van een elektrische stuurkast. Hiertoe werden de nodige componenten bepaald, elektrische plannen getekend en de bedrading uitgevoerd.

Een tweede doelstelling was het instellen en programmeren van de frequentieregelaars, PLC en het Operator Panel zodat de installatie volledig stand-alone kan werken in een buitenlandse afdeling met de vooraf beoogde dozencapaciteit. Dit alles binnen een vooropgestelde termijn en budget.

Om dit eindwerk te kunnen opstellen werd zoveel mogelijk informatie verschaft om daarna alles tot één geheel te verwerken. In dit werk is geprobeerd om naast een algemene uitleg ook zoveel mogelijk technische richtlijnen mee te geven die in onze installatie van toepassing waren.

13


1 Voorstelling bedrijf 1.1 Adres

nv UNIFROST sa Zwevezeelsestraat 142 B-8851 Ardooie - Koolskamp Tel: +32 (0)51 610.610 Fax: +32 (0)51 610.650

1.2 Geschiedenis Wanneer Richard Haspeslagh in 1974 de firma UNIFROST oprichtte, behoorde hij tot de pioniers van de diepvriesgroenten. Het verbruik van dat soort producten is op dat moment in Europa nog niet erg verspreid. Een degelijk georganiseerde fabriek van 3000 m² en 15 mensen volstaat om de geplande 1500 ton per jaar te produceren. De voornaamste activiteit was het wassen en diepvriezen van groenten voor de groente-industrie in Noord-Frankrijk.

Begin jaren ’90 werd Unifrost overgenomen door de 3 zonen van Richard: Philippe, Marc en Paul Haspeslagh. Zij breidden Unifrost uit zoals te zien in figuur 1.1 tot een diepvriesgroentebedrijf waarvan de productie-eenheid ongeveer 12 Ha beslaat. Op dit bedrijf werken er momenteel 400 mensen in 3 ploegen om er zowat 130000 ton per jaar te produceren en te verpakken die nodig zijn om een actieve rol te blijven spelen op een gestaag groeiende markt. Gelijktijdig verwierven zij verschillende aanverwante bedrijven, die zij samen met Unifrost onderbrachten in de DUJARDIN FOODS groep waarvan het logo te zien is op de figuur 1.2.

Om de verbintenis na te kunnen komen en de productiviteit en kwaliteit alsmaar op te voeren, maakt Unifrost sinds 1988 werk van een ambitieus investeringsprogramma. De uitvoering van dit programma begon in 1990 en werd zopas voltooid: productie-, verpakkings- en 14


opslageenheden, laad- en loskaaien en kantoren kregen hun definitieve vorm en bepalen het huidige gezicht van de onderneming.

Figuur 1.1: Foto Unifrost

De ganse DUJARDIN FOODS groep bestaat uit: •

2 vestigingen in België o Unifrost NV: productie, verpakking, verkoop, aankoop en logistieke afhandeling van diepvriesgroenten (Koolskamp). o DUJARDIN Kortemark: mengen en verpakken van kant en klare diepvriesgerechten, opslag (Kortemark).

•

vestigingen in Frankrijk o Gel-Pam: productie, verpakking en logistieke afhandeling van diepvrieskruiden. o DUJARDIN Bretagne: productie, verpakking en logistieke afhandeling van diepvriesgroenten. o 2 diepvriesmagazijnen: logistieke afhandeling van diepvriesproducten

•

1 vestiging in Groot-Brittanië o Rosemary & Thyme: menging, verpakking, verkoop en logistieke afhandeling van diepvrieskruiden.

•

1 vestiging in Spanje o Congelados de Navarra: productie, verpakking en logistieke afhandeling van diepgevroren, al dan niet gefrituurde, groenten.

•

Verschillende verkoopsburelen 15


De DUJARDIN FOODS groep is gespecialiseerd in de productie en handel van diepgevroren producten zoals groenten, kruiden en klaargemaakte schotels. Unifrost houdt zich wat productie en verpakking betreft enkel bezig met het gedeelte groenten. De rechtstreekse klanten zijn supermarktketens, grote cateringbedrijven, groothandelaars en andere diepvriesbedrijven. Maar uiteindelijk krijgen vele particulieren die diepvriesgroenten kopen de producten van Unifrost op hun bord. De klanten van Unifrost bepalen de specificaties waaraan hun producten moeten voldoen zoals het gewicht per zakje, welke mengeling van groenten, de vorm en de grootte van de groenten, …. Al deze specificaties bepalen uiteindelijk de kwaliteit en de prijs van het product.

Figuur 1.2: Logo van de Dujardin groep

1.3 Kwaliteitssystemen van het bedrijf De klanten, de overheid en voor een héél groot stuk het bedrijf zelf bepalen dat alle groenten die bij hun vertrek moeten voldoen aan strenge eisen op het vlak van voedselveiligheid en hygiëne. Unifrost neemt hiervoor verschillende maatregelen: •

De grondstoffen worden grondig gecontroleerd op mogelijke aanwezigheid van toxische stoffen.

•

De landbouwers die voor het bedrijf telen worden begeleid en gecontroleerd op het gebruik van pesticiden.

16


•

Alle producten gebruikt in de fabriek alsook de smeermiddelen zijn ongevaarlijk voor de gezondheid.

•

Duidelijke etikettering van de eindproducten.

•

Traceerbaarheid: als er toch een fout ontdekt wordt in een zakje, kan met de gegevens van dat zakje in de kortste keren het hele lot waar het probleem zich misschien ook voordoet traceren en terugroepen.

17


2 Automatiseren en optimaliseren van een dozenopzet 2.1 Doelstelling De bestaande dozenopzet was een onderdeel van een volledige verpakkingslijn, maar werd verwijderd en vervangen door een nieuwe met een grotere capaciteit. De doelstelling is de dozenopzet opnieuw werkingsklaar te maken, zodat hij volledig stand-alone kan werken in een buitenlandse afdeling en een voldoende dozencapaciteit kan behalen. Daarvoor moet de machine voorzien worden van een elektrische kast en nieuwe bekabeling, een PLC en Operator Panel die beiden geprogrammeerd moeten worden en eventueel voorzien worden van aanpassingen om het systeem beter te laten functioneren.

Om tot een goed resultaat te komen moeten volgende stappen uitgevoerd worden. Als eerste de werking van de machine onderzoeken en de input- en output lijst opstellen. Met behulp van deze in- en output de elektrische schema’s tekenen. Tevens de verschillende elektrische componenten berekenen en een risicoanalyse uitvoeren om de schema’s te vervolledigen. Wanneer alle elektrische componenten gekend zijn deze bestellen en bij levering de elektrische kast kableren. Naast het kableren van de elektrische kast de machine voorzien van nieuwe bekabeling. Daarna opstellen van een flowchart met de werkingsmethode om zowel de PLC als het Operator Panel te programmeren. Aanpassingen uitvoeren aan de machine om een betere en veiligere werking te garanderen. Daarna de machine uitvoerig testen en volledig afstellen om een zo goed mogelijke werking te bekomen. Als laatste stap de dozenopzet in productie brengen.

2.2 Doel van de installatie De dozenopzet zoals in figuur 2.1 heeft tot doel, vlak liggende vouwdozen van verschillende types en verschillend kartonstructuur te plooien en deze aan de onderkant te dichten met kleefband. Op deze manier worden de vlak liggende vouwdozen mooi geplooide dozen, klaar om gevuld te worden. De dozenopzet kan aanzien worden als een dozenvouwmachine waarvan één zijde van de gevormde doos gedicht wordt met kleefband. 18


Figuur 2.1: Dozenopzet

Bij Unifrost worden de geplooide dozen gebruikt om het diepgevroren voedsel dat zich reeds in plastieken zakken bevindt te verpakken volgens de gewenste grootte. De vlak liggende vouwdozen, die in het vervolg als plano’s zullen genoemd worden zijn te zien in figuur 2.2 en worden door Unifrost ingekocht.

Figuur 2.2: Plano en geplooide doos

19


2.3 De verschillende onderdelen van de installatie De dozenopzet heeft als afmetingen 4.1m x 1.5m x 2.5m, daarvan is de metalen constructie volledig uit roestvrij staal. Als energiebron maakt de machine gebruik van elektriciteit en perslucht. De elektriciteit is afkomstig van een elektrische kast die enkel en alleen dienst doet voor de dozenopzet. Op de machine zelf bevinden zich nog twee kleinere kastjes die elk door een multikabel in verbinding staan met de elektrische kast. De ene kast bevat alle ingangen zoals inductieve sensoren en fotocellen die nodig zijn om een goede werking te verkrijgen. De andere kast bevat alle pneumatische ventiel uitgangen. De perslucht die nodig is, wordt op de machine gefilterd en op druk geregeld. Na het regelen van de perslucht wordt deze verdeeld naar de verschillende pneumatische componenten. De pneumatische schema’s kan men in de bijlage terugvinden. Op de figuren 2.3 en 2.4 zijn respectievelijk de elektrische kast en de pneumatische drukregelaar met filter te zien.

Figuur 2.3: Elektrische kast

Figuur 2.4: Drukregelaar met filter

De reparaties of onderhoudswerkzaamheden kunnen bij de dozenopzet op een eenvoudige wijze gebeuren omdat de machine voorzien is van strategisch geplaatste openklappende zijpanelen. Bij het openen van deze panelen bevinden de componenten zich binnen handbereik wat duidelijk tot uiting komt in de figuren 2.5 en 2.6.

20


Figuur 2.5: Motor en digitale ingangen

Figuur 2.6: Pneumatische componenten

Om de werkzaamheden van de dozenopzet nauwlettend in het oog te kunnen houden en eventueel plano’s of dozen te verwijderen beschikt de dozenopzet van deuren voorzien van plexiglas. Deze deuren bevinden zich over de volledige lengte en aan beide zijden van de machine zoals te zien in figuur 2.7. Bij het openen van de deuren wordt de machine onmiddellijk stilgelegd, op deze manier wordt het risico op een ongeluk geminimaliseerd.

Figuur 2.7: Deuren met plexiglas

De dozenopzet kan onderverdeeld worden in drie grote delen. Als eerste is er de separator die ervoor zorgt dat er één plano van de stapel wordt genomen en naar de wagen wordt getransporteerd. De separator is te zien in figuur 2.8.

21


Figuur 2.8: Separator

Figuur 2.9: Wagen

In figuur 2.9 is het tweede onderdeel te zien, dit deel wordt de wagen genoemd. De wagen geeft als taak de plano te plooien en deze naar de taper te transporteren. Het derde onderdeel, namelijk de taper is te zien in figuur 2.10. De taper zorgt ervoor dat de onderkant van de doos dichtgemaakt wordt met kleefband.

Figuur 2.10: Taper

22


2.4 Werking van de installatie

2.4.1

Algemene werking

Als eerste stap om een doos te plooien moet er een plano getransporteerd worden naar de wagen, waar de doos zijn juiste vorm krijgt. Het transporteren van een plano naar de wagen wordt zoals reeds hierboven vermeld, uitgevoerd door de separator. De plano’s die zich in het magazijn (figuur 2.11) bevinden worden door de meenemer van de separator zoals te zien in figuur 2.12 met een hoge snelheid meegevoerd tot op het einde van de separator. Deze positie wordt afgebeeld in figuur 2.13.

Figuur 2.11: Planomagazijn

Figuur 2.12: Meenemer

Figuur 2.13: Positie einde separator

23


Wanneer de wagen rechtop staat en volledig is teruggekeerd, zal de separator de plano verder duwen tot de plooilijnen van de flappen in het verlengde van de wagen liggen. Deze positie die in figuur 2.14 is afgebeeld moet nauwkeurig bekomen worden zodat de flappen in een later stadium mooi geplooid kunnen worden. Het eerste stukje gebeurt opnieuw met een hoge snelheid, het laatste stukje wordt uitgevoerd met een lagere snelheid om een betere nauwkeurigheid te krijgen.

Figuur 2.14: Positie 2 van de plano

De meenemer van de separator wordt door kettingen aangedreven zoals in figuur 2.15. De kettingwielen die de kettingen aandrijven worden op hun beurt door een motor met reductiekast aangedreven (figuur 2.16).

Figuur 2.15: Kettingaandrijving

Figuur 2.16: Motor met reductie

24


De plano ligt nu op de juiste positie om geplooid te worden en wordt op zijn positie gehouden door een cilinder met zuignappen, dit is voorgesteld in figuur 2.17. Als volgt zal de eerste zuigarm uit figuur 2.18 naar beneden draaien en beginnen zuigen.

Figuur 2.17: Vasthouden plano

Figuur 2.18: Zuigarm naar beneden

Na enkele seconden recht de zuigarm zich en trekt de doos open. Een tweede arm recht zich zodat de doos nu geklemd zit tussen de tweede arm en een vaste arm. Beide armen beginnen te zuigen. In de figuren 2.19 en 2.20 zijn respectievelijk het rechten van de eerste en de tweede arm te zien.

Figuur 2.19: Eerste zuigarm

Figuur 2.20: Tweede zuigarm

Wanneer de doos nu aangezogen en geklemd zit tussen de vaste arm en de tweede arm dan stopt de eerste arm met zuigen. De volgende stap is het dichtplooien van de zijflappen zoals in figuur 2.21.

25


Figuur 2.21: Dichtplooien zijflappen

Wanneer dit is gebeurd dan zal de wagen kantelen en op die manier één van de langsflappen sluiten. Na het kantelen zullen de zijkleppen zich opnieuw openen. In figuur 2.22 is het kantelen en sluiten van één langsflap te zien, in figuur 2.23 is het openen van de zijkleppen te zien. Vanaf het ogenblik dat de wagen gekanteld is zal de meenemer van de separator opnieuw zijn beginpositie innemen.

Figuur 2.22: Kantelen

Figuur 2.23: Openen zijkleppen

In figuur 2.24 is de volgende stap in het plooien van de doos te zien, namelijk het sluiten van de tweede langsflap. Dit wordt gerealiseerd door de wagen te verplaatsen en de langsflap een vaste aanslag te laten passeren. Door de verplaatsing van de wagen zal de doos zich positioneren tussen twee geleidingen (figuur 2.25).

26


Figuur 2.24: Sluiten tweede langsflap

Figuur 2.25:Geleidingen

De doos heeft nu zijn definitieve vorm gekregen en kan verplaatst worden naar de taper om de onderkant te dichten met kleefband. De wagen zal de doos nu zo ver doorduwen zodat het midden van een doos mooi boven de taper terechtkomt zoals in figuur 2.26. Enkel het laatste stukje van de verplaatsing van de wagen gebeurt met een lage snelheid, de rest gebeurt met een hoge snelheid.

Figuur 2.26: Met midden van de doos boven de taper

De wagen heeft nu zijn maximum positie bereikt en kan zich klaarmaken om terug te keren en zo een nieuwe plano te plooien. Voordat de wagen kan terugkeren moet de doos losgelaten worden, daarom zullen de armen stoppen met aanzuigen en zal de tweede arm zich openen, wat is voorgesteld in figuur 2.27. Als laatste moet ook de zuigcilinder uit figuur 2.28 stoppen met aanzuigen, zodat de doos losgelaten wordt.

27


Figuur 2.27: Openen van de tweede arm

Figuur 2.28: Loslaten van de doos

De wagen zal nu met een grote snelheid terug keren tot zijn beginpositie. Wanneer de wagen bijna terug in zijn startpositie staat zal de wagen zich rechten en zal het laatste stukje van de terugkeer met een lagere snelheid gebeuren. De terugkeer van de wagen gebeurt met twee stangen die aan een ketting zijn bevestigd (figuur 2.29). De ketting worden opnieuw aangedreven door een elektrische motor met reductie. De motor met reductie is (figuur 2.30) gemonteerd met een arm voorzien van schokdempers, deze dienen voor een betere mechanische beveiliging wanneer de wagen de overgang maakt van links naar rechts.

Figuur 2.29: Bevestiging wagen

Figuur 2.30: Motorarm met schokdempers

De laatste afwerking van de reeds geplooide doos is het voorzien van kleefband aan de onderzijde. Om de doos tijdens het kleven op zijn positie te houden zal de stamper (figuur 2.31) dalen en de doos naar beneden duwen. De kleefband bevindt zich mooi op de startklep doordat deze voorzien is van een aanzuigpunt. De startklep zal zich rechten en zo de kleefband tegen de zijkant van de doos drukken, zoals te zien is in figuur 2.32.

28


Figuur 2.31: Stamper

Figuur 2.32: rechten van de startklep

Door de taper nu naar links te bewegen zal de kleefband tegen de onderkant van de doos gedrukt worden (figuur 2.33). De beweging van de taper wordt gerealiseerd door een lineaire cilinder. Wanneer de startklep zich onder de doos bevindt zal deze zich opnieuw horizontaal plaatsen. Als de taper zijn eindpositie heeft bereikt zal de afsnijrol uitschuiven en de kleefband afsnijden. De afsnijrol heeft ook de functie om de kleefband aan de zijkant van de doos aan te drukken, wat in figuur 2.34 is voorgesteld.

29


Figuur 2.33: Aandrukken van de kleefband

Figuur 2.34: Afsnijden kleefband

Vooraleer de taper zijn eindpositie heeft bereikt zal de windjet beginnen blazen. De windjet (figuur 2.35) heeft tot doel dat de afgesneden kleefband zich mooi uitstrekt over de startklep.

Figuur 2.35: Windjet

Na het afsnijden kan de afsnijrol en de stamper inschuiven zodanig dat deze zich opnieuw in hun startpositie bevinden. Het enige wat er nu nog moet gebeuren is het terugkeren van de taper naar rechts en het stoppen met blazen van de windjet. De dozenopzet heeft nu een volledige cyclus doorlopen en is klaar om een volgende doos te plooien.

30


2.4.2

Signalisatie

De groene –of werkingssignalisatie duidt erop dat de dozenopzet in werking is. De signalisatie licht op wanneer de installatie in handmatige, automatische, cyclische of initiatie mode staat. Dit betekent dat de frequentieregelaars kunnen aangestuurd worden en het hoofdventiel voor de perslucht bekrachtigd is.

De oranje waarschuwingssignalisatie geeft aan dat het planomagazijn bijna leeg is. Deze waarschuwing opvolgen is belangrijk om de optimale capaciteit te kunnen behalen. De installatie kan dus nog verder werken zolang het planomagazijn niet volledig leeg is. Daarnaast zal de signalisatie ook aanduiden indien de kleefband afgebroken of ten einde is.

De rode alarmsignalisatie wordt actief van zodra het noodstopcircuit bekrachtigd wordt of het veiligheidscircuit onderbroken. Indien beide circuits opnieuw in orde zijn kan door het bedienen van de reset drukknop, die zich bevindt op de bedieningskast, de signalisatie opgeheven worden. De signalisatie treedt ook op indien een frequentieregelaar in de fout gaat. Dit kunnen verscheidene oorzaken zijn, bijvoorbeeld een te korte acceleratietijd waardoor een overstroomfout optreedt. De oorzaak kan natuurlijk ook bij de motor zelf liggen of te maken hebben met een mechanisch defect.

2.4.3

Positionering

Zoals hierboven beschreven vormen de separator en de wagen een positioneringtoepassing. Om de positie van zowel de separator als de wagen te kennen is de motor voorzien van een prox die de openingen van een schijf, bevestigd aan de motor, detecteert. In figuur 2.36 is één van de motoren met zijn positiemeting te zien. Wanneer de motor draait worden de pulsen van de schijf geteld door de PLC en kan men op deze manier de exacte positie van de separator of wagen berekenen. Om een signaal te verkrijgen met korte pulsen moeten de ingangskaarten voorzien zijn van snelle ingangen.

31


Figuur 2.36: Motor met positiemeting

2.4.4

Bediening

De bediening van de machine via het Operator Panel biedt de mogelijkheid om te kiezen tussen drie verschillende werkingmethodes. Als eerste de handmatige werking, dit is het doorlopen van de hierboven vermelde werking waarbij iedere stap slechts wordt uitgevoerd door een bevestiging met een drukknop. De tweede methode is de cyclische werking dit is hetzelfde als de handmatige werking maar hier volgen de stappen elkaar automatisch op zonder dat er een tussenkomst noodzakelijk is. Als laatste de automatische werking, deze zal in de meeste gevallen gebruikt worden en heeft de grootste productiviteit, namelijk 10 dozen per minuut. Bij deze keuze werken zowel de separator, wagen en de taper gelijktijdig. Dit wil zeggen dat terwijl de taper een doos aan het dichtkleven is, de wagen bezig is met een doos te plooien en dat de separator een plano dichter brengt. Bij de machine is het ook mogelijk om te kiezen uit een vierde keuze, namelijk de initialisatie mode. Deze methode kan gebruikt worden wanneer de machine is vastgelopen of wanneer er dozen gekneld zitten. De dozenopzet voert dan enkele zaken uit, zodanig dat alles terug in zijn beginpositie staat. Deze methode is ook sterk aan te raden wanneer er tijdens de werking dozen handmatig verwijderd worden. Meer informatie over de bediening is te vinden in hoofdstuk 8.

32


2.4.5

Systeemvereisten

De dozenopzet wordt afgesteld met een werkdruk van 7 Bar, wanneer deze druk niet bereikt wordt zullen ook de timers die in het PLC programma aanwezig zijn moeten aangepast worden. Voor het wijzigen van de timers wordt verwezen naar hoofdstuk 8. Het is ook mogelijk dat er enkele smoringen in het pneumatisch circuit opnieuw moeten afgesteld worden naar een andere werkdruk. Meer info over het pneumatisch circuit is te vinden in de pneumatische schema’s.

2.4.6

Formaat instellingen

De dozenopzet is ontworpen om dozen met verschillende afmetingen te kunnen plooien. Wanneer er van formaat gewijzigd wordt dan moet men zowel softwarematige als mechanische wijzigingen uitvoeren. Voor de softwarematige aanpassing via het Operator Panel wordt verwezen naar hoofdstuk 8. Als mechanische aanpassing moet men als eerste de lengte van de doos afstellen op de wagen. Hiervoor moet de vaste arm verschoven worden zodanig dat de doos mooi geklemd wordt zoals in figuur 2.37.

Figuur 2.37: Afstellen wagen

De volgende wijziging is het afstellen van het planomagazijn op het nieuwe formaat. Dit kan zoals te zien in figuur 2.38 en figuur 2.39 op een eenvoudig wijze gebeuren door het verdraaien van de hendeltjes. Op deze manier wordt de lengte en de breedte van de plano ingesteld. Het is de bedoeling het magazijn zodanig in te stellen dat de plano door zijn eigen gewicht naar beneden valt in het magazijn. Er moet ook gezorgd worden dat het magazijn

33


afgesteld is op de wagen, dit wil zeggen dat de plano juist naast de vaste arm van de wagen moet passeren om later mooi te kunnen worden geklemd.

Figuur 2.38: Afstellen planomagazijn

Figuur 2.39: Afstellen planomagzijn

Als laatste moet men de taper afstellen zodat de taper op de juiste plaats begint te kleven. Dit is eenvoudig in te stellen door aan het hendeltje (figuur 2.40) te draaien totdat de doos geklemd zit tussen de geleiding. Wanneer dit uitgevoerd wordt zal de taper automatisch op de juiste plaats beginnen te kleven.

Figuur 2.40: Afstellen taper

34


2.4.7

Vervangen van de kleefband

Wanneer de kleefband ten einde is of deze door bepaalde omstandigheden afgescheurd is, dan moet deze opnieuw bevestigd worden zoals op de dozenopzet is aangegeven. Het einde van de kleefband, maar ook een afgescheurde kleefband wordt onmiddellijk meegedeeld door een oranje signalisatielamp. De weerstand van het afrollen van de kleefband kan eenvoudig ingesteld worden door de moer op figuur 2.41 te regelen. Op die manier wordt verhinderd dat de kleefband teveel doorhangt of dat de kleefband afscheurt omdat deze te strak is gespannen.

Figuur 2.41: Kleefband

35


3 Technische specificaties van de installatie 3.1 Algemeen

3.1.1

Klant nv Unifrost sa Zwevezeelsestraat 142 8851 Ardooie-Koolskamp

3.1.2

Installatiereferenties • Omschrijving:

3.1.3

3.1.4

Dozenopzet

Elektrische aansluiting • Voeding AC:

3 x 400 V + N

• Frequentie:

50 Hz

• Icc:

300 mA

• Inom:

38.65 A

• Beveiliging:

40 A

• Stuurspanning 230 VAC:

transformator 160 VA

• Stuurspanning 24 VDC:

transformator IFM electronic 10 A

Noodstopcategorie

De gebruikte noodstopmodule is geschikt voor het beveiligen van een installatie met beveiligingscategorie 4.

36


3.1.5

3.1.6

3.1.7

Persluchtaansluiting • Druk:

7-8 bar

• Aanvoer:

¾”

Werkomgeving • Beschermingsgraad:

IP54 / IP20

• Omgevingstemperatuur:

+ 5°C < Tomg < + 35°C

• Relatieve vochtigheid:

tussen 30 % en 95 %

• Trilling:

geen voorziening

• EX-zone:

geen voorziening

Constructienormen • AREI, ARAB, EN60.204-1 (1994), EN437

3.1.8

Afwijkingen • Draadkleuren • Geen draadnummering

37


3.2 Kleurencodering interne bedrading

3.2.1

3.2.2

3.2.3

Vermogenkring • Fasen L1, L2 en L3:

zwart

• Nulleider N:

blauw

Stuurkring • Wisselspanning 230 VAC:

rood

• Wisselspanning 24VAC:

bruin

• Gelijkspanning DC+:

blauw

• Gelijkspanning DC-:

wit

• Analoge signalen:

oranje

• Externe spanningen:

paars

• Potentiaal vrij:

grijs

Aarding • Aarding:

geel/groen

3.3 Draaddoorsnede interne bedrading • Vermogenkring:

2,5 mm² VOB/ST

• Stuurking:

1 mm² VOB/ST

• Frequentieregelaars:

0,75 mm² VOB/ST

• PLC:

0,75 mm² VOB/ST

• Analoge signalen:

0,75 mm² LIYCY

38


4 Risicobeoordeling op arbeidsmiddelen 4.1 Inleiding Bij iedere installatie die wordt ontworpen, dient een analyse te worden gemaakt over het al of niet veilig zijn van de installatie. De fabrikant is verplicht een risicoanalyse uit te voeren om na te gaan welke risico’s voor zijn machine gelden. Bij het ontwerp en de constructie van de machine moet rekening gehouden worden met deze analyse.

Een risicoanalyse is nodig omdat een eventuele fout in de elektrische of mechanische uitrusting tot gevaarlijke situaties kan leiden waardoor er grote schade of in het ergste geval een dodelijk ongeval kan gebeuren. De ene risico’s zijn al groter dan de andere en daarom worden de risico’s ingedeeld in een aantal categorieën, de zogenaamde risicocategorieën.

In eerste instantie dient het bestaande risico te worden verminderd door middel van constructieve maatregelen, zoals het plaatsen van een afscherming voor gevaarlijke bewegende delen. Een vaste afscherming kan alleen worden toegepast indien de bediener tijdens de gewone werking niet in de gevaarlijke zone hoeft te zijn. Indien de toegang tijdens de gewone werking van de machine voor bijvoorbeeld in –en uitvoer van het product noodzakelijk is, dient gebruik te worden gemaakt van een blokkeerscherm, tweehandenbediening of een veiligheidslichtscherm. Deze besturingstechnische veiligheidsmaatregelen zorgen voor het onderbreken van de voedingsspanning naar de gevaarlijke aandrijvende delen bij het betreden van de gevaarlijke zone. De risico’s zijn hiermee gereduceerd tot een niveau beneden het grensrisico of toelaatbare risico.

Het is essentieel de risicobeoordeling in een zo vroeg mogelijk stadium van het ontwerpen van de machine uit te voeren omdat ontwerp –of constructiewijzigingen achteraf veel kostelijker en tijdrovender zijn dan wijzigingen in de ontwerpfase.

39


4.2 Risicograaf volgens de Europese Norm EN 1050 Uitleg bij risicograaf, zie figuur 4.1 volgens EN 1050: • De Ernst van het mogelijke gevaar: E Men moet rekening houden met: 1. Datgene wat beveiligd moet worden (personen, omgeving). 2. De ernst van de verwondingen (lichte verwondingen, ziekte, dood). 3. De omvang van de schade (één of meerdere personen). E1: lichte verwondingen (indrukking van het huidoppervlak zonder beschadiging van de huid). E2: ernstige onomkeerbare verwondingen of dood van één of meerdere personen.

⇒ Er is voor E2 gekozen opdat men, zolang er geen afvoerband aan de machine is gekoppeld, men vrij toegang heeft tot het tapegedeelte. Daar is het mogelijk dat men zich verwondt aan de stamper of aan de taper door het stoten van het hoofd of gekneld raken van de handen. • De Waarschijnlijkheid op de aanwezigheid van Personen: Wp Men moet rekening houden met: De kans dat de persoon zich in de gevaarlijke zone bevindt (onderhoud, aanpassingswerken). Wp1: waarschijnlijkheid is laag. Wp2: waarschijnlijkheid is hoog.

⇒ Hierbij werd gekozen voor Wp2 omdat de kleefband dikwijls vervangen of opnieuw doorgevoerd moet worden naar de startklep. Dit dient te gebeuren in de gevaarlijke zone. • De mogelijkheid tot Afwenden van het gevaar: A Men moet rekening houden met: Wie de machine bedient (vakbekwame of niet-vakbekwame personen).

40


1. De snelheid waarmee het risico optreedt (ogenblikkelijk, snel, langzaam). 2. De snelheid van de gewaarwording van het risico (direct, melding). 3. De mogelijkheid om het gevaar af te wenden (mogelijk, indien …, onmogelijk). A1: afwenden is mogelijk. A2: afwenden is onmogelijk.

⇒ Er werd geopteerd voor A1, doordat afwenden mogelijk is door de machine af te schakelen vooraleer de gevaarlijke zone wordt betreden of door het openen van één van de veiligheidsdeuren. • De Waarschijnlijkheid op een Incident: Wi Men moet rekening houden met: 1. De al gekende gebeurde ongevallen met gelijkaardige installaties. 2. De betrouwbaarheid van de vorige gegevens. Wi1: waarschijnlijkheid is zeer klein. Wi2: waarschijnlijkheid is beperkt. Wi3: waarschijnlijkheid is reëel.

⇒ Wi2, de waarschijnlijkheid is beperkt daar in correcte opstelling de gevaarlijke zones niet toegankelijk zijn zonder het openen van de veiligheidsdeuren.

41


Figuur 4.1: Risicograaf volgens EN 1050

4.3 Risicograaf volgens de Europese Norm EN 954-1 Deze Europese norm behandelt de algemene ontwerpbeginselen en –eisen, waaraan de veiligheidsfuncties van een machinebesturing, ongeacht de energiesoort (elektrisch, hydraulisch, mechanisch) moeten voldoen. Zij bevat eveneens een methode waarmee het resterende risico na uitvoering van constructietechnische veiligheidsmaatregelen, kan worden gekwantificeerd. Deze zogenaamde risicograaf verdeelt de risico’s in risicocategorieën B, 1, 2, 3, 4.

Deze norm met betrekking tot het ontwerp van faalveilige bedieningsschakelingen, geeft dus aan dat er 5 niveaus van risico’s bestaan. Men is van oordeel dat het de verantwoordelijkheid van de ontwerper is om op een objectieve manier de risicoanalyse voor een bepaalde machine te identificeren en alle veiligheidsmaatregelen te ontwerpen het betreffende niveau.

Iedere risicocategorie stelt speciale eisen aan de opbouw en uitvoering van het veiligheidscircuit.

42


Hieronder de uitleg bij de risicograaf, zie figuur 4.2, volgens EN 954-1. Deze is vrij gelijkaardig aan de risicograaf volgens EN 1050 maar werd uitgevoerd om na te gaan of via deze methode geen hogere categorie wordt gevonden. In de verschillende stappen is ditmaal niet vermeld waarom geopteerd werd voor de bepaalde keuzes daar de verklaringen analoog zijn aan de reeds eerdere uitgevoerde risicoanalyse. • Mate van verwondingen: S Het gaat hierbij om het zwaarst voorzienbaar letsel of schade dat aan de gezondheid kan optreden. S1: lichte verwondingen (indrukking van het huidoppervlak zonder beschadiging van de huid). S2: ernstige onomkeerbare verwondingen of dood van één of meerdere personen. • De frequentie van blootstelling aan gevaar: F Het aantal maanden en de duur van het verblijf van de bediener in de gevaarlijke zone. F1: zelden tot soms. F2: vaak tot continu. • De mogelijkheid tot het afwenden van het gevaar: P Dit is onder andere afhankelijk van de snelheid en de frequentie waarmee het gevaarbrengende deel beweegt en de afstand tot de gevaarlijke zone. P1: mogelijk onder bepaalde omstandigheden. P2: nauwelijks mogelijk.

43


4

3

2

1

B

: n ë e i r o g e t a C

1 S 1 P

1 F 2 P

2 S 1 P

2 F 2 P

Figuur 4.2: Risicograaf volgens EN 954-1

De bekomen categorieën B, 1, 2, 3, 4 zijn nu de zogenaamde vijf risicocategorieën. Iedere risicocategorie stelt speciale eisen aan de opbouw en uitvoering van het veiligheidscircuit. Bovendien is in categorie 1 t.e.m. 4 het gebruik van beproefde veiligheidscomponenten en veiligheidsprincipes verplicht. • Categorie B: een besturingssysteem van categorie B is niet opgebouwd met speciale veiligheidsfuncties. De beveiligingskring mag dus worden opgebouwd met klassieke schakelaars en conventionele relais. Alle gebruikte componenten moeten van een CE label voorzien zijn en de stuurkring moet galvanisch gescheiden zijn. • Categorie 1: idem als categorie B maar de beveiligingstoestellen in een besturingssysteem van deze categorie moeten allemaal veiligheidstechnisch beproefde componenten of systemen zijn. Deze categorie biedt net als categorie B geen mogelijkheid om het gevaar dat ontstaat bij het optreden van een gevaarlijke toestand door gebruikmaking van beproefde componenten en systemen te voorkomen. • Categorie 2: de stuurkringen van deze categorie gebruiken eveneens veiligheidssystemen met bewezen betrouwbaarheid. Deze categorie biedt evenmin de mogelijkheid om het gevaar dat ontstaat bij een fout in een component te voorkomen, maar kan het defect wel detecteren door gebruik te maken van elektronische beschermingsinrichtingen. 44


• Categorie 3: een systeem van categorie 3 verliest bij enkelvoudig defect zijn veiligheidsfunctie niet en bovendien wordt de fout gedetecteerd. Naast zelfbewaking maakt een besturingssysteem van deze categorie nog extra gebruik van het redundantieprincipe. Algemeen wordt gesteld dat een ophoping van drie niet-zelfmeldende defecten in de stuurkring de veiligheid van een besturingssysteem van categorie 3 niet in gedrang mag brengen. • Categorie 4: het ontwerpen van stuurkringen van categorie 4 door middel van klassieke elektromagnetische componenten wordt uiterst complex en bovendien erg duur. Deze categorie is ook opgebouwd uit veiligheidstechnische beproefde componenten en maakt gebruik van zowel zelfcontrole als van redundantie.

45


4.4 Schematisch overzicht tussen de risicograad en de beveiligingscategorie Op de onderstaande tabel 4.1 wordt het verband weergegeven tussen de risicograad en de beveiligingscategorie.

Tabel 4.1: Schematisch overzicht tussen de risicograad en de beveiligingscategorie

Risicograad

Beveiligingscategorie B

I

1

II 2

Vereisten van het beveiligings- en besturingssysteem Gebruik van componenten en systemen aangepast aan de stand van de techniek. Gebruik van veiligheidsbeproefde componenten en systemen. Veiligheidsfuncties worden op gepaste tijdsintervallen getest door de machinesturing.

III III

3

Een enkelvoudige fout mag geen aanleiding geven tot verlies van de veiligheidsfunctie, indien mogelijk foutherkenning.

4

Een enkelvoudige fout mag geen aanleiding geven tot verlies van de veiligheidsfunctie. Deze fout moet ontdekt worden tijdens of voor het volgend gebruik van de veiligheidsfunctie.

IV IV

V

Gedrag van het besturingssysteem bij foutsituaties Mogelijk verlies van de veiligheidsfunctie. Een grotere bedrijfszekerheid maar nog mogelijk verlies van de veiligheidsfunctie. De veiligheidsfunctie is niet gewaarborgd tussen twee tijdsintervallen. De veiligheidsfunctie wordt enkel gegarandeerd bij enkelvoudige fouten, dus niet in het geval van een opeenstapeling van niet gedetecteerde fouten. Bij het verschijnen van meerdere fouten blijft de veiligheidsfunctie steeds behouden. De fouten worden tijdig ontdekt teneinde het verlies van de veiligheidsfunctie te voorkomen.

Besluit: De bekomen beveiligingsklasse is 3 volgens de norm EN 1050 en klasse 2 volgens de norm EN 954-1. De installatie is beveiligd met klasse 3 daar het bedrijf UNIFROST deze neemt als minimum standaardklasse.

46


5 Bespreking van de componenten In dit hoofdstuk worden de belangrijkste componenten, die in de elektrische stuurkast te vinden zijn, kort besproken. Uitzondering hierop is de frequentieregelaar. Dit toestel wordt in een afzonderlijk hoofdstuk uitvoerig besproken.

5.1 Hoofdschakelaar De hoofdschakelaar is binnenin de kast bevestigd, om reden van de soms vochtige omgeving. Het doel van de hoofdschakelaar is de stroomkring te onderbreken wanneer aan het elektrische gedeelte van de dozenopzet moet gewerkt worden of buiten werking moet gesteld worden. Belangrijke eigenschappen zijn de buitengewoon grote scheidingsafstanden, de hoofdcontacten met een gedwongen bediening en het schakelen onder belasting. Gebruiksvriendelijk om aan te sluiten is dat de aansluitklemmen in kabelrichting zijn geplaatst.

Figuur 5.1: Hoofdschakelaar INS 40

5.2 Verliesstroomschakelaar

5.2.1

Doel

Andere benamingen voor een verliesstroomschakelaar zijn de differentiaalschakelaar en foutlusschakelaar. Verliesstroomschakelaars worden gebruikt waar de weerstand van de aardkring te groot is om de veiligheid te verzekeren tegen te grote aanraakspanningen en verliesstromen die naar de aarde vloeien. Tevens beschermen ze tegen brandgevaar en mogen ze als algemene scheidingsschakelaar gebruikt worden. De verliesstroomschakelaar wordt in

47


het begin van de elektrische kring geplaatst. De gebruikte verliesstroomschakelaar staat afgebeeld in figuur 5.2.

Figuur 5.2: Verliesstroomschakelaar

5.2.2

Werking

De verliesstroomschakelaar onderbreekt automatisch een kring zodra er een verliesstroom naar de aarde vloeit en is opgebouwd uit vier hoofdorganen: • Het opsporingsorgaan is een ferromagnetische ringkern waar de fasegeleiders en de nulleider doorlopen. • Het meetorgaan ziet na of de vectoriele som van de stromen die door de ferromagnetische ringkern lopen gelijk is aan nul. • Het uitschakelorgaan dat de verliesstroomschakelaar uitschakelt wanneer de gevoeligheid van de vergrendeling wordt bereikt. • Het controleorgaan waarmee kan worden nagegaan of de verliesstroomschakelaar goed functioneert.

48


5.3 Automatische schakelaars

5.3.1

Doel

Een automatische schakelaar heeft als doel een goede bescherming te bieden tegen kleine overbelastingen en laat toe onmiddellijk een foutkring terug te vinden. Tevens verbreekt de automatische schakelaar de stroom indien de spanning nul wordt of in geval van een ontoereikende spanning op één van de fases.

Figuur 5.3: Automatische schakelaars

5.3.2

Werking

De automatische schakelaars kan men indelen in drie groepen naargelang het werkingsprincipe.

5.3.2.1

Elektromagnetische maximumschakelaar

Deze schakelaar onderbreekt de stroom wanneer de stroomsterkte een vooraf bepaalde waarde overschrijdt. De maximumspoelen die in serie geschakeld worden met de verbruikers, trekken bij een te grote stroom een anker aan, waardoor de vergrendeling van de schakelaar wordt opgeheven. De stroomkring wordt onderbroken. De elektromagnetische schakelaar zal in werking treden bij een korte hevige stroomstoot maar ook bij een kleine maar langdurige overbelasting.

49


5.3.2.2

Thermische maximumschakelaar

Hier wordt de vergrendeling verkregen door een verbuiging van het bimetaal dat door de stroom opwarmt. Het gebogen bimetaal sluit de keten van een elektromagneet, die op zijn beurt voor de ontgrendeling zorgt. Aangezien de werking afhankelijk is van warmteontwikkeling is er een vertraagde uitschakeling. Die vertraging kan geregeld worden met behulp van regelvijzen. Thermische schakelaars beveiligen de motor tegen langdurige overbelasting, maar reageren niet snel genoeg op grote stromen of op een kortsluiting.

5.3.2.3

Elektromagnetisch-thermische maximumschakelaar

Dit is een combinatie van de twee voorgaande beschreven principes. De elektromagnetische uitschakeling werkt slechts in geval van kortsluiting, de thermostaat grijpt in bij overbelasting. Hierdoor biedt deze schakelaar een goede beveiliging van motoren en leidingen.

Het is volgens dit principe dat de gebruikte automatische schakelaars werken, ze worden afgebeeld in figuur 5.3.

5.4 Thermische beveiliging

5.4.1

Doel

Een thermische beveiliging kan gebruikt worden voor het schakelen en beveiligen van zowel wisselstroommotoren als gelijkstroommotoren. Het beschermt de motor tegen overbelasting en kortsluiting van vroegtijdig verouderde wikkelingen. Het toestel is eveneens voorzien van een fase-uitvalbeveiliging.

50


5.4.2

Werking

Zodra de stroom in één of meerdere fasen te hoog oploopt, verwarmt het bimetaal en buigt het om. Bij ombuiging wordt, via een mechanische koppeling, de driepolige schakelaar geopend en de motorkring onderbroken. De bimetalen koelen vervolgens af en nemen hun oorspronkelijke toestand weer aan. Toch moet men manueel de driepolige schakelaar terug inschakelen.

De stroomgrenzen kunnen ingesteld worden via een regelvijsje. Ook kan men de thermische beveiliging voorzien van hulpcontacten, zie figuur 5.4, die dan gebruikt worden in de stuurkring om aan te geven dat er een storing of dergelijke is opgetreden.

Figuur 5.4: Thermische beveiliging met hulpcontact

5.5 Contactoren

5.5.1

Doel

Een contactor is een elektromagnetisch bediende schakelaar die als doel heeft grote vermogens in –en uit te schakelen.

5.5.2

Werking

Wanneer er een magnetisch veld ontstaat rond de spoel wordt het anker aangetrokken. Het relais is bekrachtigd. Hierdoor verplaatsen er contactbruggen en schakelen ze bijvoorbeeld

51


een motor. Een contactor is standaard voorzien van een driepolig normaal open contact, een normaal open hulpcontact en een normaal gesloten hulpcontact.

Figuur 5.5: Contactor

De gebruikte is afgebeeld in figuur 5.5, men kan hem ook verkrijgen in dubbele uitvoering om bijvoorbeeld de draaizin om te keren.

5.6 Bufferrelais De uitgangen worden allemaal gebufferd via een relais, dit om het stukgaan van de uitgangskaarten te voorkomen. Wanneer de contactorspoel van 70 W rechtstreeks aan de PLC uitgangskaart wordt aangesloten zal er een relatief grote stroom door de PLC kaart vloeien. Indien men nu een bufferrelais van 7 mW koppelt aan de PLC uitgangskaart zal de stroom zeer sterk verminderd worden. Op deze manier wordt de stroom in de kring beperkt. Met behulp van een hulpcontact worden de contactoren gestuurd.

Figuur 5.6: Het bufferrelais en zijn aansluitschema

52


5.7 Wisselspanningstransformator De wisselspanningstransformator is in feite niets anders dan een scheidingstransformator. Dit is een transformator met een isolatie tussen de primaire en secundaire wikkelingen die gelijkwaardig is met de basisisolatie. Een scheidingstransformator zoals te zien is in figuur 5.7 is een transformator waarvan de primaire en secundaire wikkelingen elektrisch gescheiden zijn door middel van een dubbele of versterkte isolatie. Ook de aansluiting en bedrading van de primaire moet op gelijkwaardige wijze van de aansluiting en bedradingen van de secundaire gescheiden zijn.

Figuur 5.7: De beschermingstransformator

5.7.1

Doel

Het gevaar in de secundaire stroombaan beperken bij een toevallig contact, enerzijds met een actief deel, of met een massa op hetzelfde potentiaal in het geval van een isolatiedefect, en anderzijds met de aarde. De secundaire spanning kan lager, gelijk of hoger zijn dan de primaire spanning.

Transformatoren voor scheiding van stroombanen of beschermingstransformatoren worden toegepast op plaatsen waar het gevaar voor elektrische schokken groot is en men geen lage veiligheidsspanning kan gebruiken.

53


5.7.2

Werking

Wanneer een wisselspanning aangesloten wordt aan de primaire wikkeling, dan zal er door de wikkeling een wisselstroom vloeien. Het gevolg hiervan is dat er in de kern een wisselend magnetisch veld wordt opgewekt. Dit magnetisch veld zal ervoor zorgen dat er in de secundaire wikkeling een spanning wordt opgewekt. Indien men de transformator gaat belasten dan zal er een stroom vloeien in de secundaire. Er zal een tweede magnetisch veld ontstaan dat het primaire magnetisch veld zal tegenwerken. Het resulterend magnetische veld zal zwakker worden, hierdoor zal de zelfinductiespanning in de primaire wikkeling afnemen.

5.8 Gelijkspanningstransformator

5.8.1

Doel

Een transformator is een statisch toestel dat een hoge spanning omzet naar lage spanning of omgekeerd.

Het doel van deze transformator is de driefasige wisselspanning van 400 V omzetten naar een gelijkspanning van 24 V. Deze gelijkspanning wordt gebruikt voor het voeden van tal van elementen, al dan niet met de noodstop –en veiligheidsmodule ertussen.

Figuur 5.8: Gelijkspanningstransformator

54


5.8.2

Werking

De werking steunt op die van een transformator. Wordt er aan de primaire wikkeling een spanning aangelegd dan zal door wederzijdse inductie ook in de secundaire wikkeling een spanning worden opgewekt. Deze spanning wordt afgevlakt om een gelijkspanning te verkrijgen. De voeding is voorzien van een functiedisplay, met drie mogelijke indicaties, die zorgen voor een preventieve functiebewaking. Bij correcte werking is de LED groen, overbelasting wordt aangeduid met een continu brandende rode LED terwijl bij kortsluiting de rode LED knippert.

Figuur 5.9: Inwendig schema van de voeding

Het aansluitschema is hierboven weergegeven en is zeer eenvoudig. Wel moet opgemerkt worden dat naast de primaire zijde ook de secundaire zijde moet geaard worden. Hiertoe wordt de aarding aangesloten aan de massa. Zo wordt de voeding beschermd tegen grote stromen, die kunnen veroorzaakt worden door een losliggende gelijkspanningsleiding. De voeding is kortsluitvast.

5.9 Noodstopmodule

5.9.1

Doel

Een noodstopmodule wordt gebruikt voor de bewaking van noodstopkringen en voldoet eveneens aan de veiligheidseisen voor de elektrische bewaking van schakelaars in beveiligingsinrichtingen. Alle noodstoppen worden via een aantal 2-dradig gesloten contacten, respectievelijk 24 V DC en 0 V DC, in serie aan elkaar gekoppeld en vormen samen een noodstopcircuit. Het circuit zelf is verbonden met de noodstopmodule in de

55


elektrische kast. Zodra een noodstop ingedrukt is, wordt het circuit onderbroken en legt de module de werking van de overeenkomstige componenten of lijn stil.

Naast deze hardwarematige koppeling met de noodstopmodule, worden noodstoppen eveneens softwarematig verbonden. Dit kan door na elke noodstop een signaal in de PLC binnen te nemen.

5.9.2

Pilz noodstopmodule

5.9.2.1

Algemeen

In onze toepassing wordt er gewerkt met de module PNOZ X3 van Pilz, zie figuur 5.8. Het bedrijf is wereldwijd de specialist in industriële veiligheidssystemen. De noodstopmodule voldoet aan veiligheidscategorie 4.

Figuur 5.10: Noodstopmodule

De noodstopmodule is uitgerust met drie veiligheidsuitgangen en één hulpcontact dat kan gebruikt worden om een verbinding te maken met de PLC. Er kan gekozen worden tussen één –of tweekanalen bedrijf en handmatig bewaakte –of automatische start. Om diagnoses makkelijker te maken is de noodstopmodule uitgerust met LED's die de toestand van de bewakingskring aangeven.

56


5.9.2.2

Werking noodstopmodule

De noodstopmodule wordt gevoed aan de klemmen B1-B2 met een gelijkspanning van 24 V. Zoals op te maken in figuur 5.9 is er een start –en een ingangscircuit. Opdat de dozenopzet zou kunnen werken dienen de contacten K1 en K2 te worden geschakeld.

Figuur 5.11: Schema noodstopmodule

Een en ander kan nog verduidelijkt worden met behulp van figuur 5.10. De configuratie van de gebruikte noodstopmodule is hiermee analoog, namelijk een tweekanaals noodstopschakeling met bewaakte start. De noodstopcontacten zijn redundant uitgevoerd en worden binnengenomen door de klemmen S21-S22 en S31-S32. Indien er gewerkt wordt in éénkanaals bedrijfsmode wordt de noodstop binnengenomen door de klemmen S11-S12, vandaar de gesloten verbinding in ons geval. Deze klemmen vormen het ingangscircuit. Het startcircuit is de verbinding S33-S34.

57


Figuur 5.12: Start -en ingangscircuit

Stel dat de installatie opgestart wordt en het noodstopcircuit in orde is. Volgens het schema van de noodstopmodule, terug te vinden op blz. 60 in de elektrische schema’s, zijn de contactoren K60.07 en K60.10 dan niet bekrachtigd. Dit betekent dat hun overeenstemmende contacten 21-22 gesloten zijn. Bij het bedienen van de resetdrukknop S60.05 worden de verbindingen 13-14 en 23-24 gesloten. De spoelen van de contactoren K60.07 en K60.10 worden aangetrokken, beide contacten 21-22 openen zich. Een normaal open contact van beide contactoren wordt binnengenomen in de PLC, waarmee de nodige uitgangen aangestuurd worden zoals de contactoren voor de frequentieregelaars en het hoofdventiel van de perslucht. Dit gebeurt ook hardwarematig. Bij bedienen van de noodstop schakelt de noodstopmodule af waardoor de veiligheid gewaarborgd blijft. Nadat de installatie opnieuw startklaar is wordt de module opnieuw geactiveerd door het bedienden van S60.05.

5.10 Veiligheidsmodule

5.10.1

Doel

Een veiligheidsmodule is zeer goed te vergelijken met een noodstopmodule, met dit verschil dat hij wordt gebruikt voor de bewaking van een beschermvoorziening. Van de mechanische veiligheidssensor worden de normaal open contacten parallel verbonden en de normaal gesloten contacten in serie. Hierdoor ontstaat het veiligheidscircuit.

58


Net zoals bij een noodstopmodule is er naast een hardwarematige koppeling, ook een softwarematige koppeling.

5.10.2

Schmersal veiligheidsmodule

5.10.2.1 Algemeen In onze toepassing wordt er gewerkt met de module AES 2135 van Schmersal, zie figuur 5.11. Dit is een module met sturingscategorie 3, voor de betekenis zie hoofdstuk 4.

Figuur 5.13: Veiligheidsmodule

De module bevat slecht één veiligheidsuitgang maar kan verscheidene fouten opsporen zoals: • Niet openen of niet sluiten van de deurcontacten • Dwars –of kortsluitingen aan de aansluitkabels • Onderbreking van de aansluitkabels • Niet aantrekken of niet afvallen van het veiligheidsrelais • Fout aan de ingangsschakelingen of relaisaansturingen van de veiligheidsmodule

Via geïntegreerde systeemdiagnoses wordt een verklaring van bovengenoemde foutoorzaken bekomen. Dit geschiedt door de LED te laten oplichten in verschillende kleuren en knipperfrequenties.

59


5.10.2.2 Werking veiligheidsmodule De veiligheidsmodule wordt gevoed met een wisselspanning van 230 V, klemmen A1-A2. De normaal open contacten worden aangesloten op de klemmen S13-S14, de normaal gesloten contacten tussen de klemmen S21-S22. Deze klemmen zijn beschikbaar voor twee kanalen, wat niet kan afgeleid worden in figuur 5.12. Door de klemmen X1-X2 door te verbinden kan de veiligheidsmodule omgebouwd worden naar het aansluiten van twee normaal gesloten contacten. Het doorverbinden van de klemmen X5-X6 hebben dan weer het verhogen van de tijdsvertraging tot gevolg.

Figuur 5.14: Schema veiligheidsmodule

In onze toepassing wordt gebruik gemaakt van twee kanalen. Kanaal 1 controleert de veiligheidsdeuren voor –en achteraan terwijl kanaal 2 de veiligheidsdeur op de zijkant bewaakt.

Hierbij wordt verwezen naar blz. 61 uit de elektrische schema’s. Als de installatie opgestart wordt en alle veiligheidsdeuren gesloten zijn, wordt na het bedienen van de resetdrukknop S60.05, de module geactiveerd. Het contact 13-14 wordt gesloten en de spoelen van K61.15 en K61.18 geactiveerd. De normaal open contacten van deze contactoren worden nu ook gesloten en fungeren als overneemcontact voor de drukknop S60.05. Wordt een deurcontact mechanisch verbroken dan wordt dit gedetecteerd en vallen de spoelen K61.15 en K61.18 af

60


door het openen van de verbinding 13-14. Hierdoor openen de normaal open contacten. Zodra de deuren opnieuw gesloten zijn en een startsignaal wordt gegeven via S60.05 kan opnieuw worden gestart.

5.11 Sensoren Om de stand van een plano, geplooide doos of een beweegbaar onderdeel te detecteren wordt gebruik gemaakt van sensoren. In ons geval zijn inductieve –en foto-elektrische sensoren gebruikt. Waarom dergelijke sensoren gekozen zijn, zal blijken uit de voordelen. In wat volgt worden deze sensoren nader toegelicht.

5.11.1

Inductieve sensor

Een inductieve sensor wordt gebruikt om metaal te detecteren. Hiertoe wordt een hoogfrequent elektromagnetisch veld gegenereerd juist voor het actieve oppervlak van de sensor. Als er nu een magnetiseerbaar materiaal voor de sensor komt, in het elektromagnetische veld, zullen in het magnetiseerbare materiaal foucault stromen ontstaan. Deze stromen, gaan het elektrische veld gaan tegenwerken en verkleinen. De sensor verbruikt nu minder stroom. Deze stroomvermindering zal door het meetsysteem in de sensor gedetecteerd worden en de sensor zal zijn uitgang schakelen. De grootte van het magnetische veld bepaalt in feite de detectieafstand Sn. Dit is de afstand waarbinnen het voorwerp van het actieve sensoroppervlak mag komen om een verandering van uitgangssignaal te verkrijgen.

Figuur 5.15: Werking van een inductieve sensor

61


Enkele voordelen in vergelijking met bijvoorbeeld eindschakelaars zijn: • langere levensduur • geen schakelproblemen • weinig gevoelig aan omgevingscondities • schok –en vibratiebestendig • hoge schakelfrequentie In vergelijking met de optische sensoren: • lagere prijs • hoge weerstand tegen stof en vuil

5.11.2

Optische sensoren

De optische sensoren zenden een lichtstraal uit, waarvan de reflectie of onderbreking leidt tot schakelen van de uitgang. Op basis hiervan kan men verscheidene soorten optische sensoren onderscheiden. Diegene die voor ons van toepassing zijn worden hieronder beschreven..

5.11.2.1 Reflextastkop Deze optische sensoren bestaan uit één enkele fotocel. Het uitgezonden licht wordt via een reflector teruggekaatst op de sensor en daar geanalyseerd. Een onderbreking in het optische traject zorgt voor het omschakelen van de uitgang.

Figuur 5.16: Sick reflextastkop

62


Voordelen: • Zender en ontvanger in één enkele sensor • Goedkope oplossing en montage: minder kabels • Gemakkelijke aanpassing van de reflector (+/- 15° ten opzichte van het inkomende licht) • Verminderde installatiekost • Kan gebruikt worden bij slechte omgevingscondities

5.11.2.2 Reflextaster De reflextaster bestaat uit één fotocel. Het uitgezonden licht wordt door het te detecteren voorwerp zelf teruggekaatst naar de ontvanger. De achtergrond wordt geëlimineerd door een optisch en elektronisch concept met instelbare afstand. De ontvanger wordt gefocusseerd op hetzelfde punt en dit maakt dat de fotocel blind is voor iedere spot behalve het gemeenschappelijk focuspunt. Er is dus geen objectreflectie, net zoals er geen afstandsbeïnvloeding door kleur of materiaal van het object is.

Figuur 5.17: Omron reflextaster

Voordelen: • Eén enkele cel om te voorzien van stroom • Geen reflector te bevestigen • Minder kosten voor installatie

63


Voorzorgsmaatregelen: • De natuur van het object en meerbepaald zijn emissie-eigenschappen zullen een invloed hebben op de prestaties van de sensor • Moeilijkheden op glanzende objecten (glas, metaal) • Verminderde detectieafstand

5.12 De PLC Vroeger werden de meeste installaties door contactoren en relais bestuurd, waarvan de bekabeling bepalend was voor de volgorde van de commando’s. Door het gebruik van PLC’s (programmeerbare logisch besturing) wordt het beheer flexibeler door het besturen met het gebruik van een programmeerbaar geheugen. Het is een systeem waarbij alle in- en uitgangen moeten worden aangesloten, elk met zijn eigen adressering. Via de ingangen wordt het systeem geïnformeerd over de procestoestand en de bedieningsbevelen. Deze signalen worden verwerkt zoals deze werden geprogrammeerd tot de nodige uitgangsbevelen en meldingen naar de operator. Zowel digitale als analoge signalen zijn mogelijk.

Bij de dozenopzet wordt er gebruik gemaakt van een Mitsubishi PLC van het type Q zoals te zien in figuur 5.18. Er is een voeding van 6 A aanwezig die de CPU voedt en twee digitale ingangskaarten en twee digitale uitgangskaarten om de volledige installatie te laten werken.

Figuur 5.18: Mitsubishi Q-serie PLC

64


5.13 Het Operator Panel Het Operator Panel dat bij onze installatie van toepassing is, is een E300 van Beijer. Het voordeel van deze operator panel is het feit dat het eenvoudig kan bediend worden en de werking vlot te begrijpen is. Het heeft een display van 240 x 64 pixels dat kan ingesteld worden als een grafisch of tekstueel scherm. De bediening van de installatie kan gebeuren aan de hand van acht functietoetsen. Daarnaast zijn er zestien LED’s voorzien die twee kleuren kunnen aannemen. Het alfanumerieke toetsenbord laat toe zowel cijfers als letters in te geven.

Figuur 5.19: E300 Operator Panel

5.14 De 3-fasige asynchrone motor

5.14.1

Algemeen

Een andere benaming voor de 3-fasige asynchrone motor is de inductiemotor. De 3-fasige asynchrone motor heeft een eenvoudige constructie en vergt weinig onderhoud. Hij is bedrijfszeker en niet duur.

In tegenstelling tot de synchrone motor, draait de rotor van de asynchrone motor trager dan het magnetische veld van de stator.

65


5.14.2

Werking

Bij het aansluiten van een 3-fasige spanning aan de 3-fasige statorwikkeling ontstaat er een magnetisch draaiveld. De rotorgeleiders worden gesneden door de draaiende veldlijnen, waardoor er een elektromotorische kracht wordt opgewekt. De rotorgeleiders vormen een gesloten keten, hierdoor vloeien er inductiestromen. Er ontstaan stroomvoerende geleiders in een magnetisch veld waar lorentzkrachten worden op uitgeoefend. Deze lorentzkrachten zorgen voor een koppel dat de rotor doet draaien in de zin van het statordraaiveld.

5.14.3

Koeling van de motor

In catalogi worden het vermogen en het rendement van een motor weergegeven voor een standaard netfrequentie van 50 Hz. Bij het werken met hogere frequenties vergroten de vermogensverliezen. De hysteresisverliezen nemen namelijk toe met de frequentie en de wervelstroomverliezen zelfs met het kwadraat van de frequentie. Bovendien zal bij een hogere frequentie ook de warmteontwikkeling toenemen. In onze toepassing werkt de motor die de wagen aandrijft op een hogere frequentie. Daar dit niet continu is, dient er geen afzonderlijke koeling voorzien te worden. Door de hogere toerentallen worden tevens de mechanische verliezen belangrijker, waardoor het nuttig vermogen en het rendement verkleinen bij een toerental dat groter is dan het nominale toerental.

Bij lage rotatiefrequenties bestaat het gevaar dat de motor onvoldoende afgekoeld wordt door de ventilator. Bij een constant koppel blijft de warmteontwikkeling bijna even groot terwijl de ventilatiewerking zeer miniem is geworden. De kans bestaat dan dat de motor zal oververhitten. Ook dit probleem kan dan opgelost worden door een motor met afzonderlijk aangedreven ventilator te gebruiken.

Bij het ontwerp moet hiermee altijd rekening worden gehouden. Motoren die aangedreven worden met een frequentieregelaar moeten zo dicht mogelijk bij hun nominaal toerental kunnen werken. Een correcte dimensionering van de reductie is dus zeer belangrijk. Vaak worden de motoren ook wat overgedimensioneerd.

66


5.14.4

Aansluiten van de motor

Op het kenplaatje van de motor staat aangeduid ∆230/Y400 V AC. Dit betekent dat de spanning over één fasewikkeling 230 V moet bedragen. Daaruit kan besloten worden dat de motoren die gestuurd worden via een frequentieregelaar, welke 230 V AC levert, in driehoek dienen aangesloten te worden.

67


6 De frequentieregelaar 6.1 Functie Vooraleer de algemene werking van de frequentieregelaar en de gebruikte frequentieregelaars uitvoerig te bespreken wordt voor alle duidelijk meegegeven welke motoren hiermee gestuurd worden.

De dozenopzet telt twee aandrijvingen, namelijk voor de separator en voor de wagen. De separator voert een plano aan, de wagen brengt de geplooide plano naar het tapegedeelte. Het aanvoeren en overbrengen gebeurt telkens met twee snelheden. Naarmate een bepaalde positie bereikt is, wordt er overgeschakeld naar een lage snelheid. Om dit te kunnen realiseren wordt gebruik gemaakt van frequentieregelaars. Hiermee kan dan de gewenste frequentie voldoende nauwkeurig ingesteld worden. Daarnaast bieden de frequentieregelaars nog andere mogelijkheden die nuttig zijn om te gebruiken. Bijvoorbeeld het kunnen wijzigen van de aanzet –en afremtijden, de bewaking van de motorstroom,…

6.2 Algemene werking van de frequentieregelaar

6.2.1

De scalaire regelaar

De frequentieregelaars zijn van het scalaire type. Dit wil zeggen dat men spreekt over het sturen van de motorsnelheid en niet over het regelen van de motorsnelheid en het koppel. Bij de scalaire regeling zorgt het besturingsconcept voor een bijna constante flux in de motor volgens de gekozen U/f -karakteristiek. Als een commando voor een stapsgewijze verandering van het toerental wordt gegeven, versnelt de motor, binnen een stroombegrenzing, totdat een stationaire toestand bereikt is. Voordelen van deze regeling is dat de regelaar vrij goedkoop is en dat er geen terugkoppeling moet voorzien worden. Nadelen hiervan zijn de beperkte dynamische prestaties, het eigenlijke toerental dat niet kan gecontroleerd worden en het koppel dat niet wordt gecontroleerd.

68


6.2.2

Principiële werking

De belangrijkste delen van een frequentieregelaar zijn: de gelijkrichter, de tussenkring, de wisselrichter en het besturingscircuit. Deze delen staan hieronder weergegeven.

Figuur 6.1: Blokschema

Als eerste taak wordt de netspanning gelijkgericht, dit deel wordt ook vaak converteren genoemd. De pulserende gelijkspanning van de gelijkrichter wordt vervolgens afgevlakt in een tussenkring of filter. In de tussenkring wordt in feite energie opgeslagen, vandaar de naam buffer. Tot slot wordt de afgevlakte gelijkspanning omgevormd tot een driefasige spanning met instelbare frequentie. Dit geschiedt in de wisselrichter. Zowel de grootte van de spanning als de frequentie van de spanning moet geregeld worden. Het aanpassen van de spanningsgrootte aan de ingestelde frequentie kan, naargelang de uitvoering, in de gelijkrichter, in de buffer of in de wisselrichter gebeuren. Meestal gebeurt die aanpassing in de wisselrichter. In de besturingseenheid kunnen dan weer verschillende parameters worden gecontroleerd en geregeld.

69


6.3 De indirecte frequentieregelaar met spanningstussenkring Het gelijkrichten gebeurt door middel van een diodebrug. In de tussenkring wordt de gelijkgerichte spanning afgevlakt, hiervoor wordt een LC-filter gebruikt. Het gelijkrichten gebeurt door IGBT’s, wat staat voor Insulated Gate Bipolar Transistor.

Figuur 6.2: Principeschema indirecte frequentieregelaar met spanningstussenkring

Een frequentieregelaar werkt volgens het PBM -principe. PBM staat voor puls breedte modulatie. Door de breedte van de pulsen te variëren wordt de grootte van de uitgangsspanning geregeld. In het linkse gedeelte van figuur 6.3 is de uitgangsspanning voor één fase symbolisch voorgesteld. In feite bestaat elk positief en elk negatief deel van de wisselspanning uit een groot aantal pulsen. Deze kunnen zodanig in breedte variëren dat de motorspanning de sinusvorm benadert. Om dit te bereiken wordt in het besturingssysteem een sinusoïdale spanning vergeleken met een driehoekvormige spanning.

Figuur 6.3: Uitgangsspanning en principe van de sinusgestuurde PBM

70


In het rechtse gedeelte van de figuur 6.3 is het principe van de sinusgestuurde PBM voor één fase te zien. De halfgeleiders van de wisselrichter schakelen in of uit op de tijdstippen dat beide referentiespanningen elkaar snijden.

Omdat een motor aangestuurd wordt met een driefasige spanning beschikt men over drie sinusoïdale signalen, die in fase 120° ten opzichte van elkaar verschoven zijn. De frequentie en de amplitude van de signalen zijn regelbaar. Deze signalen worden vergeleken met een, voor de drie fasen, gemeenschappelijk driehoeksignaal. Dit wordt afgebeeld in figuur 6.4. Als de betreffende sinus groter is dan het driehoeksignaal, dan wordt de bovenste schakelaar van de betreffende fase gesloten. Als de sinus kleiner is dan het driehoeksignaal wordt de onderste schakelaar van de betreffende fase gesloten.

Figuur 6.4: Sinusgestuurde PWM bij een driefasige spanning

71


6.4 Bespreking van de gebruikte frequentieregelaars

6.4.1

Blokschema

Hieronder is het blokschema terug te vinden van de frequentieregelaars die gebruikt worden. Uit het blokschema kan men twee belangrijke delen afleiden, namelijk het hoofdcircuit en het controlecircuit. Deze worden uiteengezet in wat hierop volgt.

Figuur 6.5: Blokschema E520S

72


6.4.1.1

Hoofdcircuit

Het hoofdcircuit is in feite niets anders dan het vermogensgedeelte. Het bestaat uit de netvoeding, de motorvoeding en optioneel enkele remeenheden. • Netvoeding L1, L2: Een 1-fasige voeding van 230 V AC. • Motorvoeding U, V, W: Een 3-fasige voeding regelbaar tussen 0 en 230 V AC. • Remeenheden P – PR: De mogelijke aansluiting van een remweerstand. P – N: De mogelijke aansluiting van een remeenheid die de energie kan opslaan die vrijkomt tijdens het remmen. P – P1: Gebruik van een power factor die de verbinding met de DC reactor verbetert.

6.4.1.2

Controlecircuit

Dit circuit kan onderverdeeld worden in digitale ingangen, analoge ingangen, digitale uitgangen en de communicatie. • Digitale ingangen STF: Starten in voorwaartse draaizin. STR: Starten in tegengestelde draaizin. RH, RM, RL: Selectie voor een trage, middelhoge of hoge snelheid. MRS: Het stoppen van de uitgangen, wordt gebruikt indien de motor tot stilstand wordt gebracht via een elektromagnetische rem. RES: Voor het resetten indien een beveiligingsfout is opgetreden. SD: Een gemeenschappelijke klem voor het aansluiten van bijvoorbeeld een frequentiemeter en andere meettoestellen. PC: Een 24 V DC voeding voor de ingangen.

73


• Analoge ingangen 10: Een 5 V DC voeding voor de analoge instelling van de frequentie. 2: Voor het evenredig regelen van de frequentie, tussen zijn minimale en maximale waarde, met een spanning van 0 tot 5 V DC of 0 tot 10 V DC. 4: Voor het evenredig regelen van de frequentie, tussen zijn minimale en maximale waarde, met een stroom van 4 tot 20 mA. 5: Een gemeenschappelijke klem voor de analoge spanning –en stroomsignaal. • Digitale uitgangen A: Het normaal open contact van het alarmsignaal. B: Het normaal gesloten contact van het alarmsignaal. C: De 24 V DC voeding voor het alarmsignaal. RUN: Indicatie, laag indien de frequentie gelijk of hoger is dan de startfrequentie en hoog gedurende stop of DC remming. FU: Indicatie, laag indien de frequentie lager is dan de aangewezen frequentie en hoog bij een overschreden frequentie. SE: De gemeenschappelijke klem voor twee bovengenoemde uitgangen. FM: Uitgang voor het aansluiten van een meettoestel. De frequentie, spanning of stroom kan opgemeten worden. • Communicatie Er is de mogelijkheid de instellingen te realiseren via een computer of via verschillende bedieningseenheden. De communicatie verloopt volgens het RS-485 protocol.

74


6.4.2

Bespreking belangrijkste parameters

6.4.2.1

Boostfunctie, IR-compensatie (P0)

Bij lage snelheden, en dus ook bij het starten van een motor met een frequentieregelaar, is het ontwikkeld koppel kleiner dan de koppel-frequentie karakteristiek aangeeft. Bij een lage frequentie is de spanningsval aanzienlijk. Daarom moet voor een constante motorflux de spanning bij lage frequenties opgedreven worden, zoals geïllustreerd in figuur 6.6, curve a. Het instelbereik bedraagt 0 tot 30% van het spanningsbereik.

Figuur 6.6: IR-compensatie

6.4.2.2

Maximale (P1) –en minimale frequentie (P2)

De maximale frequentie is instelbaar tussen 0 en 120 Hz. Indien waarden geselecteerd worden groter dan de maximale frequentie dan wordt de draaifrequentie begrensd. Wanneer er gewerkt wordt met frequenties groter dan 50 Hz dan wordt er gewerkt in het gebied van veldverzwakking. Dit betekent dat de U/f-verhouding daalt en minder koppel kan geleverd worden.

De minimale frequentie is eveneens instelbaar tussen 0 en 120 Hz. De frequentie waarmee de motor draait is dus minstens gelijk aan de ingestelde minimale frequentie.

75


6.4.2.3

Verschillende snelheidsinstellingen (P4, P5, P6)

Er kan een hoge, middelhoge en lage snelheid worden ingesteld, ieder in het bereik 0 tot 400 Hz. Door deze ingangen gecombineerd te gaan aansturen kunnen tot vijftien verschillende snelheden ingesteld worden.

6.4.2.4

Acceleratie (P7) –en deceleratietijd (P8)

De acceleratie –en deceleratietijd kunnen ingesteld worden tussen 0 en 3600 s. Bij het aanlopen is dit de tijd nodig vooraleer de maximum frequentie bereikt wordt, indien te klein dan kan de motor niet snel genoeg starten. Bij het afremmen is dit de tijd vooraleer de minimale frequentie bereikt wordt. Wanneer deze tijd te klein wordt ingesteld dan gaat de frequentieregelaar in foutmode en loopt de motor uit door de traagheid van de af te remmen belasting. Het is dus van belang een correcte tijd te kiezen in functie van de belasting.

6.4.2.5

DC remming (P10, P11, P12)

Om voldoende nauwkeurig te positioneren moet in onze toepassing DC remming worden toegepast. Daartoe worden drie parameters ingesteld. Een eerste parameter is de frequentie waarbij de DC remming gestart wordt, instelbaar tussen 0 en 120 HZ. Als tweede parameter wordt de DC remtijd meegegeven, instelbaar tussen 0 en 10s. Als laatste parameter dient de waarde van de DC spanning te worden ingesteld. Dit kan liggen tussen 0 en 30% van de voedingsspanning.

6.4.2.6

Bedieningsmode (P79)

Er kan gekozen worden om de regelaar aan te sturen via het bedieningspaneel, de digitale ingangen of gecombineerd.

76


6.4.2.7

Motorkenmerken (P80, P82, P83, P84)

Hier wordt het vermogen, de stroom, de spanning en de netfrequentie ingesteld. Op basis hiervan kan de frequentieregelaar enkele grootheden controleren en indien nodig in foutmode gaan.

6.4.2.8

Slipcompensatie (P245, P246, P247)

Bij belasting zal het toerental afnemen en afwijken van de ingestelde frequentie. Dit verschijnsel noemt men slip, het kan gedeeltelijk gecompenseerd worden. Overcompensatie leidt echter tot instabiel gedrag.

6.4.3

Bedieningseenheid

Voor het instellen van parameters, het visualiseren van enkele actuele waarden, het aan –en uitschakelen van de regelaar en om parameters van de ene op de andere regelaar over te dragen wordt de bedieningsterminal FR-PA02-02 gebruikt, zie figuur 6.7. Om tussen eerder genoemde mogelijkheden te kunnen overschakelen dient op de ‘MODE’ toets te worden gedrukt.

Figuur 6.7: Bedienterminal FR-PA02-02

77


6.4.3.1

Visualiseer mode

In deze mode kan men de frequentie, de stroom en de spanning visualiseren op de display. Dit kan natuurlijk enkel indien de motor wordt aangestuurd. Het kiezen van een visualisering kan gebeuren door telkens éénmaal op de ‘SET’ toets te drukken. Indien er alarmen aanwezig zijn kunnen deze ook gevisualiseerd worden.

6.4.3.2

Frequentieset mode

In deze mode kan de frequentie via de pijltjestoetsen stelselmatig opgedreven of gereduceerd worden tussen de minimale en maximale frequentie. Natuurlijk moet de frequentieregelaars eerst worden gestart via de ‘RUN’ toets en vervolgens met de ‘FWD’ –of ‘REV’ toets.

6.4.3.3

Parameterset mode

Om de parameters te wijzigen dient er in deze mode te worden gewerkt. Hieronder wordt kort uiteengezet op welke manier dit kan gebeuren. De frequentieregelaar bevat ongeveer 260 parameters. Om snel naar bijvoorbeeld parameter P150 te kunnen springen wordt via de ‘SET’ toets de gewenste digit geselecteerd. Via de pijltjestoetsen kan dan een waarde tussen 0 en 9 worden aangenomen om tot slot te bevestigen, opnieuw met de ‘SET’ toets. Een andere methode is uitsluitend met de pijltjestoetsen te werken en éénmaal de gewenste parameter bereikt is, te gaan bevestigen door op ‘SET’ te drukken. Nadat de parameter is geselecteerd kan zijn instelling worden aangepast met de pijltjestoetsen. Het schrijven van de instelling naar de frequentieregelaar gebeurt door 1,5 s de ‘SET’ toets ingedrukt te houden. Van zodra ‘P150’ pinkt is de instelling met zekerheid bewaard. Indien de volgende in te stellen parameter niet veraf ligt kan via de pijltjestoetsen de gewenste parameter geselecteerd worden. Een andere mogelijkheid is via de ‘MODE’ toets opnieuw naar het beginscherm van de parameterset mode te springen. Op analoge manier zoals hierboven beschreven kunnen de andere instellingen dan gerealiseerd worden. 78


6.4.3.4

Operation mode

Zoals eerder al is aangehaald kan gekozen worden tussen het starten vanaf de bedieningseenheid of via het aansturen van de nodige digitale ingangen. Er verschijnt dan ‘PU’ of ‘EXT’ op de display.

6.4.3.5

Helpmode

In de helpmode kan door het gebruik van de pijltjestoetsen enkele keuzes doorlopen worden. De alarmgeschiedenis kan er doorlopen worden. Daarnaast kunnen de alarmgeschiedenis en de parameters die afwijken van de fabrieksinstellingen afzonderlijk of tegelijkertijd gewist worden. Tevens kan de softwareversie worden uitgelezen.

79


7 Technische berekeningen In dit hoofdstuk zijn de berekeningen terug te vinden die nodig zijn voor het bepalen van de elektrische componenten van de stuurkast, met uitzondering van de componenten die op de machine reeds aanwezig zijn (motoren, ingangen en uitgangen). De berekeningen horen samen bij de elektrische schema’s die zich in bijlage bevinden. In bijlage zijn tevens de specificaties terug te vinden van de componenten die in de berekeningen gebruikt worden.

7.1 Bepalen van de motoren Daar het hier gaat over een al bestaande installatie dienden de motoren niet meer gedimensioneerd te worden. De installatie is uitgerust met twee identieke driefasige asynchrone motoren met een reductiekast. De kenplaatgegevens zijn hieronder terug te vinden.

Tabel 7.1: Gegevens motoren Merk Type Gegevens

Seipee ZK80A P = 0,55 kW U = ∆240 / Y415 V I = 2,8 / 1,62 A cos φ = 0,77 n = 1420 tr/min

80


7.2 Bepalen van de frequentieregelaars De frequentieregelaars worden gekozen op basis van het vermogen van de aan te sturen motoren en de aan te leggen spanning. Er werd geopteerd om gebruik te maken van éénfasig gevoede frequentieregelaars van Mitsubishi. Hieronder zijn de voornaamste specificaties terug te vinden.

Tabel 7.2: Gegevens frequentieregelaars Merk Type Gegevens

INPUT 1 / N / PE 230 VAC 50 / 60 Hz

EMC filter

Mitsubishi FR-E 520S EC OUTPUT 3 / PE 0…230 VAC 0,2…400 Hz 0,75 kVA FFR-E520S-14A-SF1

7.3 Bepalen van de transformatoren

7.3.1

Wisselspanningstransformator

De wisselspanningstransformator dient om de contactoren, de power supply en de stuurkring op 230 V AC te voeden. Om deze transformator te bepalen wordt de stroom berekend dat de componenten uit het net zullen onttrekken.

7.3.1.1

Contactoren noodstop –en veiligheidsmodule

S houd 8 = = 0,035A U 230 I = aantal × I1 = 4 × 0,035 = 0,14A I1 =

I1 = Stroomverbruik door 1 contactor I = Stroomverbruik door alle contactoren noodstop –en veiligheidsmodule Shoud = Schijnbaar houdvermogen, vermogen nodig om het relais bekrachtigd te houden U = Aan te leggen spanning

81


7.3.1.2

Contactoren schakelen frequentieregelaars

S houd 7 = = 0,0304A U 230 I = aantal × I1 = 2 × 0,0304 = 0,061A I1 =

I1 = Stroomverbruik door 1 contactor I = Stroomverbruik door alle contactoren voor het schakelen van de frequentieregelaars Shoud = Schijnbaar houdvermogen, vermogen nodig om het relais bekrachtigd te houden U = Aan te leggen spanning

7.3.1.3

I=

Power Supply

S 105 = = 0,46A U 230

I = Stroomverbruik door de Power Supply S = Schijnbaar vermogen Power Supply U = Aan te leggen spanning

Uit deze waarden kan het schijnbaar vermogen van de transformator bepaald worden.

S = U × I totaal

S = 230 × (0,14 + 0,061 + 0,46 ) S = 152,03VA

Itotaal = Totale stroom in de kring S = Benodigd schijnbaar vermogen transformator U = Aan te leggen spanning

Een transformator die dicht bij deze waarde ligt is die van EREA namelijk de ESP 160 met een schijnbaar vermogen van 160 VA.

82


7.3.2

Gelijkspanningstransformator

Deze transformator wordt gebruikt als voeding voor de noodstopmodule, de PLC ingangen, de PLC uitgangen, de signalisatiekolom, de ventielen, het Operation Panel en de 24 V DC stuurkring.

7.3.2.1

I=

Noodstopmodule

S 5 = = 0,21A U 24

I = Stroomverbruik noodstopmodule S = Schijnbaar vermogen noodstopmodule U = Aan te leggen spanning

7.3.2.2

Veiligheidsmodule

I = 0,2A

7.3.2.3

PLC ingangen

• Digitale ingangskaarten I1 = 0,05A I = aantal × I1 = 2 × 0,05 = 0,1A

I1 = Stroomverbruik van 1 ingangskaart I = Stroomverbruik van beide ingangskaarten

• Digitale ingangen Stroomverbruik van de inductieve sensors of fotocellen en de uitgangsstroom ervan indien ze geschakeld zijn.

83


Tabel 7.3: Overzichtstabel stroomverbruik digitale ingangen PLC ingang X001 X002 X003 X004 X006 X007 X009 X00A X00B X00C X00D X00E X00F Totaal

werkingsstroom (A) 0.03 0.035 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.025 0.03 0.03 0.01 0.01 0.23

uitgangsstroom (A) 0.1 0.1 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.1 0.1 0.1 0.2 0.2 2.10

• Totaal PLC ingangen I = 0,1 + 0,23 + 2,1 = 2,43A I = Stroomverbruik PLC ingangen

7.3.2.4

PLC uitgangen

• Digitale uitgangskaarten I1 = 0,43A I = aantal × I1 = 2 × 0,43 = 0,86A

I1 = Stroomverbruik van 1 uitgangskaart I = Stroomverbruik van beide uitgangskaarten

• Bufferrelais’ I1 = 0,01A I = aantal × I1 = 28 × 0,01 = 0,28A

I1 = Stroomverbruik van 1 bufferrelais I = Stroomverbruik van alle bufferrelais’ samen

84


• Totaal PLC uitgangen I = 0,86 + 0,28 = 1,14A

7.3.2.5

Signalisatiekolom en perslucht ventielen

• Signalisatiekolom I1 = 0,03A I = aantal × I1 = 3 × 0,03 = 0,09A

I1 = Stroomverbruik van 1 led I = Stroomverbruik van zowel groene, oranje, rode led

• Persluchtventielen

Tabel 7.4: Overzichtstabel verbruiksstroom persluchtventielen PLC uitgang Y020 Y029 Y02A Y02B Y02C Y02D Y02E Y02F Y030 Y031 Y032 Y033 Y034 Y035 Totaal

7.3.2.6

werkingsstroom (A) 0.2 0.19 0.19 0.45 0.19 0.45 0.19 0.19 0.19 0.19 0.19 0.19 0.19 0.45 3.45

Operation Panel

Stroomverbruik van het Operation Panel. I = 0,35A

85


Uit bovenstaande waarden wordt de totale stroom en het schijnbaar vermogen berekend.

I t = 0,21 + 0,2 + 2,43 + 1,14 + 0,09 + 3,45 + 0,35 = 7,87 A S = U × It S = 24 × 7,87 S = 188,88VA

It = Totale stroom in de kring S = Benodigd schijnbaar vermogen transformator U = Aan te leggen spanning

Op basis van de stroom die de transformator moet kunnen leveren wordt gekozen voor een transformator van IFM, type DN2033. Deze transformator kan 10 A leveren.

7.4 Bepalen van de thermieken voor de transformatoren

7.4.1

Wisselspanningstransformator

Via het schijnbaar vermogen van de transformator kan de stroom berekend worden.

I=

S 160 = = 0,4A U 400

I = Transformatorstroom S = Benodigd schijnbaar vermogen transformator U = Werkingsspanning

Een passende thermische veiligheid is de GV2-ME04 die geplaatst wordt voor de transformator. 7.4.2

Gelijkspanningstransformator

De ingangsstroom van deze transformator is 0,8 A. Een passende thermische veiligheid is in dit geval de GV2-ME05.

86


7.5 Bepalen van de automaten

7.5.1

De PLC

Uit eerdere berekeningen werd afgeleid dat de Power Supply van de PLC, 0,44 A stroom verbruikt. Ter beveiliging is een automaat van 2 A voldoende.

7.5.2

Contactoren noodstop –en veiligheidsmodule

Sin 70 = = 0,304A U 230 I = aantal × I1 = 4 × 0,304 = 1,22A I1 =

I1 = Stroomverbruik door 1 contactor I = Stroomverbruik door alle contactoren noodstop –en veiligheidsmodule Sin = Schijnbaar schakelvermogen, vermogen nodig om het relais aan te trekken U = Aan te leggen spanning

Ter beveiliging is een automaat van 2 A voldoende.

7.5.3

Contactoren frequentieregelaars

Sin 70 = = 0,304A U 230 I = aantal × I1 = 2 × 0,304 = 0,61A I1 =

I1 = Stroomverbruik door 1 contactor I = Stroomverbruik door alle contactoren voor het schakelen van de frequentieregelaars Sin = Schijnbaar schakelvermogen, vermogen nodig om het relais aan te trekken U = Aan te leggen spanning

Ter beveiliging is een automaat van 2 A voldoende.

87


7.5.4

Na wisselspanningstransformator

Bovenstaande uitgerekende stromen worden opgeteld omdat de wisselspanningskring juist na de transformator nogmaals beveiligd wordt. Zoals men ook kan afleiden uit de elektrische schema’s. I = 0,44 + 1,22 + 0,6 = 2,27 A

Ter beveiliging is een automaat van 4 A ruim voldoende.

7.5.5

Noodstopmodule

Eerder werd afgeleid dat deze module 0,21 A opneemt. Eeen automaat van 2 A geschikt.

7.5.6

PLC ingangen

De totale stroom ten gevolge van de PLC ingangen werd reeds eerder uitgerekend en bedroeg 2,43 A. Een automaat van 4 A is dus voldoende.

7.5.7

PLC uitgangen

Ook de totale stroom ten gevolge van de PLC uitgangen werd reeds eerder uitgerekend en bedroeg 1,14 A. Een automaat van 2 A is dan voldoende.

7.5.8

Signalisatiekolom en persluchtventielen

De signalisatiekolom neemt 0,09 A op en de persluchtventielen 3,45 A. Deze worden samen geteld. I = 0,09 + 3,45 = 3,54A

Er werd geopteerd voor een automaat van 4 A. 88


7.5.9

Operator panel

De fabrikant geeft zelf aan om een automaat te gebruiken van 2A.

7.5.10

Bordverlichting

De bordverlichting aanwezig in de elektrische kast is tevens voorzien van een stopcontact. Zoals wettelijk voorgeschreven staat, is een automaat van 16 A verplicht.

7.6 Bepalen van de verliesstroom –en hoofdschakelaar Om deze componenten te kunnen bepalen wordt de totale stroomkring berekend.

Tabel 7.5: Overzicht totale stroomkring Kringgedeelte Frequentieregelaars Gelijkspanningstransformator Wisselspanningstransformator Bordverlichting Stopcontact Totaal

Stroomsterkte (A) 21 0.8 0.8 0.05 16 38.65

Hieruit volgt dat een verliesstroom –en hoofdschakelaar van 40 A kan gekozen worden.

89


8 Programmeren van PLC en Operator Panel 8.1 PLC In voorgaande hoofdstukken is reeds gezegd dat er gebruik wordt gemaakt van een PLC van Mitsubishi die in verbinding staat met het Operator Panel. De PLC wordt geprogrammeerd met GX Developer die eveneens een product is van Mitsubishi. Hieronder worden enkele stappen van de configuratie van de PLC beschreven. De flowchart en het PLC programma kan terug gevonden worden in de bijlage.

8.1.1

Aanmaken van een nieuw project

Wanneer er een nieuw project wordt aangemaakt met GX Developer dan verschijnt er een scherm zoals in figuur 8.1. In dit scherm moet de serie en het type van de PLC ingegeven worden. Er werd gebruik gemaakt van de Q serie, meerbepaald een Q00.

Figuur 8.1: Kiezen van het PLC type

Na het klikken op ‘OK’ wordt het project aangemaakt en komt men in het scherm zoals in figuur 8.2 terecht. Het project bestaat uit een vijftal submappen, die hieronder gedetailleerder

90


aan bod zullen komen. Wanneer het project wordt opgeslagen dan zal de bovenste naam van de boomstructuur de naam van het bestand meekrijgen.

Figuur 8.2: Project indeling

8.1.1.1

Submap Parameter

De submap parameter bestaat uit drie delen: PLC parameters, netwerk parameters en paswoord parameters. Bij de PLC parameters kunnen alle instellingen die verband hebben met de PLC gewijzigd worden. Zo wordt in het tabblad ‘I/O assignment’ de gebruikte PLC kaarten meegegeven zoals afgebeeld in figuur 8.3.

91


Figuur 8.3: In -en uitgangskaarten

Doordat er bij de dozenopzet gebruik wordt gemaakt van positiemetingen moet de PLC voorzien zijn van snelle ingangen. De response time die standaard op 10 ms staat werd daarom gewijzigd naar 1ms. Dit wil zeggen dat het signaal 1 ms moet actief blijven. De response time kan gewijzigd worden door op ‘Detailed settings’ te klikken. Onderstaande figuur 8.4 toont het weergegeven scherm.

Figuur 8.4: Response time

Naast de PLC kaarten moet er bij de PLC parameters ook meegegeven worden welke datatypen er een geheugenfunctie moeten hebben. Wanneer de spanning

92


over de PLC verdwijnt dan blijft de waarde of de toestand van het datatype toch behouden. De datatypen met geheugenfunctie kunnen in het tabblad ‘device’ zoals in figuur 8.5 ingesteld worden.

Figuur 8.5: Datatypen

8.1.1.2

Submap Program

De submap Program is de map waar het PLC programma kan worden gemaakt en gewijzigd. Zoals in de figuur 8.6 te zien, is het programma geschreven in ladder. Het is mogelijk om zowel in- en uitgangen, alsook variabelen handmatig te gaan manipuleren in de online toestand. Op deze manier kunnen delen van het programma eenvoudig getest worden. Hiervoor wordt gebruik gemaakt van het icoontje ‘device test’ en komt men in het scherm van figuur 8.7 terecht.

93


Figuur 8.6: Submap Program

Figuur 8.7: Device test

94


8.1.1.3

Submap Device comment

In deze map kan een symbolische naam meegegeven worden aan de adressen zoals in figuur 8.8. De logische naam kan dan ook bij het programma meegedeeld worden, op deze manier wordt het programma veelal duidelijker gemaakt.

Figuur 8.8: Symbolische naamgeving

8.1.1.4

Submap Device memory en Device init

Beide submappen handelen over de datawaarden van de PLC. Zo kan bij Device memory meegegeven worden welke waarde de datatypen moeten krijgen wanneer het programma gedownload wordt. In ons project werden onder andere de waarden van de timers meegegeven met de submap Device memory, dit is weergegeven in figuur 8.9.

95


Figuur 8.9: Startwaarden van de timers

96


8.1.2

Transfer setup

Wanneer men het project wil downloaden of men wil online het project opvolgen dan moet ervoor gezorgd worden dat de communicatie tussen PC en PLC correct is ingesteld. Deze instellingen gebeuren bij de transfer zoals in de figuur 8.10.

Figuur 8.10: Instellingen communicatie PC en PLC

97


8.2 Operator Panel

8.2.1

Opbouw

Aan de hand van het Operator Panel kan de installatie gemakkelijk bediend worden en worden de bewerkingsstappen verduidelijkt. Daarnaast worden optredende fouten meteen op het scherm gevisualiseerd. Bij een mogelijk elektrisch defect kan snel nagegaan worden of bepaalde ingangssignalen binnenkomen of uitgangen wel actief worden op het moment dat ze dat dienen te zijn.

Figuur 8.11: Het E300 Operator Panel

Algemeen kan gesteld worden dat het Operator Panel bestaat uit volgende delen: systeemtoetsen, functietoetsen, alfanumerieke toetsen, pijltjestoetsen, grafisch –of

98


tekstdisplay, LED’s en (minder belangrijk) twee tekststrips om de functietoetsen of LED’s een symbolische naam te geven . Deze delen worden hieronder verder toegelicht.

8.2.1.1

Systeemtoetsen

Tabel 8.1: Overzicht systeemtoetsen Toets

Functie Lijst opvragen van de huidige of eerder opgetreden alarmen. Toets gekoppeld aan de alarmen. Hiermee wordt aangeven of er kennis is genomen van het alarm. Een sprong maken naar het beginscherm. Een sprong maken naar het vorige scherm. Een letter of cijfer links van de cursor wissen. Om een ingegeven waarde te bevestigen, zodat die kan doorgespeeld worden naar het dataregister.

8.2.1.2

Functietoetsen

Aan de functietoetsen kunnen tal van acties gekoppeld worden. De functietoetsen ‘F1’ en ‘F8’ worden uitsluitend gebruikt om naar een vorig of volgend menu te springen. De toetsen ‘F2’ tot en met ‘F6’ worden gebruikt om een bepaalde keuze aan te geven. Door het bedienen van deze toetsen wordt ofwel een sprong naar een ander scherm gemaakt ofwel is er een merker aan gekoppeld. Deze merker is dan ook terug te vinden in het PLC programma, en kan aanleiding geven tot het uitvoeren van een bepaalde bewerking zoals een berekening starten of een uitgang aansturen. De toets ‘F7’ is gekoppeld aan een log-in signaal, indien een paswoord noodzakelijk is om toegang te verkrijgen tot een volgend scherm. In figuur 8.11 zijn ze terug te vinden vlak onder de display.

99


8.2.1.3

Alfanumerieke toetsen

Aan de hand van de alfanumerieke toetsen kan een bepaalde waarde aan een datawoord worden toegewezen. In deze toepassing is dit om de doosformaten, het aantal pulsen voor het positioneren van de doos of timerwaarden te wijzigen. Daarnaast kan men hiermee ook de paswoorden van de verschillende beveiligingsniveaus wijzigen.

8.2.1.4

Pijltjestoetsen

De pijltjestoetsen worden binnen een scherm gebruikt om te kunnen verspringen tussen invoervakken. Binnen een invoervak zelf is het om de cursor te verplaatsen.

8.2.1.5

Display

Op de display worden de verschillende menu’s of blokken weergegeven. Een blok kan ingesteld worden als een grafisch –of tekstdisplay. In een tekstdisplay kunnen enkel functies gestoken worden welke te maken hebben met het ingeven of visualiseren van tekstberichten. Het is dus niet mogelijk om dan grafische functies, zoals een toerenteller of een trend, in te voegen.

8.2.1.6

LED’s

Met de LED’s kunnen bepaalde statussen worden aangeven die van toepassing zijn. Ook het bedienen kan hiermee vereenvoudigd worden door bijvoorbeeld een LED te laten oplichten onder een welbepaalde functietoets. Ieder LED kan zowel een groene als rode kleur aannemen en op vier verschillende frequenties knipperen. Een overzicht: • LED 1…5 : Gebruikte formaat • LED 6: Handmatige werking • LED 7: Automatische –of cyclische werking 100


• LED 8: Initialisatiemode • LED 9…16: Alarmsignalisatie

8.2.2

Gebruik

De bediening van de installatie gebeurt uitsluitend met het Operator Panel. Aan iedere functietoets is een symbolische naam gekoppeld. De namen zijn terug te vinden op de tekststrip. Aan de hand van de aanwijzingen op het scherm is zo duidelijk welke toetsen er moeten ingedrukt worden vooraleer een actie ondernomen wordt. Indien de symbolen ‘<’ of ‘>’ aanwezig zijn op de display dan betekent dit, dat de toetsen waarmee gesprongen kan worden naar een vorig of volgend scherm, in gebruik zijn. De volledig flowchart van de Operator Panel met alle schermen is te zien in de bijlagen.

8.2.2.1

Bedieningskeuze

Er zijn vier effectieve werkingsmodes ingesteld. Daarnaast kan de installatie uitgeschakeld worden.

Figuur 8.12: Scherm bedieningskeuze

• Handmatige werkingsmode Via de toets ‘F2’, vanuit het scherm te zien op figuur 8.12, komt men in het eerste scherm van handmatige cyclus terecht.

101


Figuur 8.13: Voorbeeldscherm handmatige cyclus

Door het bedienen van ‘F2’ wordt de eerste stap uitgevoerd. Zodra dit effectief gebeurd is, wordt er overgegaan naar een volgend scherm, waar analoog aan figuur 8.13, het stapnummer wordt aangegeven en wat bijkomende informatie. Zo wordt de volledige cyclus doorlopen. Na de laatste stap wordt er teruggekeerd naar het scherm waar de eerste stap kan uitgevoerd worden. Er is ook de mogelijkheid om de cyclus te beëindigen door op ‘F3’ te drukken. • Cyclische werkingsmode In de cyclische werkingsmode zijn dezelfde bewerkingsstappen terug te vinden, zoals in de handmatige werkingsmode, maar ze worden volledig automatisch na elkaar uitgevoerd.

Figuur 8.14: Scherm cyclische werking

De tekst ‘Start: F2’ komt slechts te voorschijn nadat alles zich in de startpositie bevindt. Is dit niet het geval dan moet er eerst geopteerd worden voor de keuze ‘F5’. Na dit te hebben uitgevoerd verdwijnt de tekst ‘Naar startposities: F5’ en komt de tekst ‘Start: F2’ op zijn beurt te voorschijn. Na het bedienen van ‘F2’ wordt de cyclus gestart, met het bedienen van ‘F3’ wordt een stopopdracht gegeven. Let wel, de volledige cyclus zal eerst worden afgewerkt. Pas dan komt de tekst ‘ Einde: F4’ te 102


voorschijn. Met ‘F4’ kan er overgegaan worden naar het scherm met de bedieningskeuze. • Automatische werkingsmode Om echt productief te zijn en de capaciteit van tien dozen per minuut te behalen wordt in deze mode gewerkt. Dit betekent dat de hoofddelen separator, wagen of taper gelijktijdig moeten werken. En wel zodanig, dat de wachttijd vooraleer sommige bewerkingen mogen uitgevoerd worden, minimaal is.

Zoals uit figuur 8.15 op te maken, is het opstarten van de simultane werkingsmode volledig analoog als bij de cyclische werkingsmode.

Figuur 8.15: Scherm simultane werking

• Initialisatie mode Deze mode dient om alles naar de beginposities te brengen. Dit is vooral belangrijk en zeker aan te raden wanneer de noodstop wordt bediend of de veiligheidsdeuren geopend worden. Het scherm, te zien in figuur 8.16 wordt vanuit sommige modes automatisch geopend. Gelieve deze mode dan ook uit te voeren.

Figuur 8.16: Scherm startposities

103


Door het bedienen van ‘F2’ zal alles naar zijn startpositie bewegen. Dit werd nauwlettend geprogrammeerd zodat er zeker geen botsingen of ongeoorloofde bewegingen optreden. Via ‘F3’ wordt het hoofdventiel en de contactoren voor het aansturen van de frequentieregelaars afgeschakeld. Dit is enkel mogelijk zodra alles in zijn begintoestand staat. • Afschakelen Door in het scherm van figuur 8.12 op ‘F6’ te drukken wordt de perslucht afgesloten en worden de frequentieregelaars uitgeschakeld. Wanneer één der werkingsmodes beëindigd wordt, gebeurt dit niet. Op deze manier blijft de taper mooi gepositioneerd en de kleefband op de correcte spanning gehouden.

8.2.2.2

Status

Vanuit menu status kan men kiezen om te springen naar het scherm in –of uitgangen. Dit door het bedienen van ‘F2’ of ‘F3’. Daar kan nagegaan worden of een ingang al dan niet binnenkomt of welke uitgangen aangestuurd worden. Dit wordt gevisualiseerd door het oplichten van een digitaal object.

Figuur 8.17: Scherm status installatie

104


8.2.2.3

Capaciteit

Bij het menu capaciteit kunnen twee zaken worden afgelezen. Het aantal geplooide dozen in de afgelopen minuut wordt weergeven om na te gaan of er daadwerkelijk tien dozen per minuut gemaakt worden. Naast het aantal geplooide dozen per minuut is er ook een teller aanwezig die het totaal aantal dozen zal bijhouden sinds de vorige reset van de teller. Daar de capaciteit door eender wie kan bekeken worden zal door het indrukken van ‘F2’ een nieuw scherm worden geopend gelijkaardig aan die van onderstaande figuur. Dit scherm is ditmaal beveiligd zodat enkel de machinebediener of hoger bevoegden kunnen beslissen of de tellers mogen gereset worden. Dit kan gebeuren door opnieuw op ‘F2’ te drukken waarbij het wissen dan bevestigd wordt.

Figuur 8.18: Scherm capaciteit

8.2.2.4

Instellingen

Het menu instellingen is opgesplitst in machine en Operator Panel instellingen, naargelang de keuze voor ‘F2’ of ‘F3’. Zie ook figuur 8.19.

Figuur 8.19: Scherm instellingen

105


Machine instellingen

In dit menu vindt men de instellingen die van toepassing zijn naar de werking van de installatie toe. Het betreft niet alleen het wijzigen van de doosformaten en tijdsinstellingen maar ook het herstellen van de startwaarden.

Figuur 8.20: Scherm machine instellingen

• Menu doosformaten Wordt in het scherm uit figuur 8.20, ‘F2’ gekozen dan wordt het menu doosformaten geopend. Zoals op te maken valt uit figuur 8.21 kunnen er vijf doosformaten ingesteld worden.

Figuur 8.21: Scherm doosformaten

Om een doosformaat te kiezen of in te stellen moeten volgende stappen doorlopen worden. Als eerste moet er aangegeven worden welk formaat u wenst te gebruiken of nog wenst in te stellen. Dit gebeurt door op de toetsen ‘F2’, ‘F3’, ‘F4’, ‘F5’ of ‘F6’ te drukken waardoor het scherm zoals te zien in figuur 8.22 verschijnt.

106


Figuur 8.22: Scherm gekozen formaat

Indien er een formaat is ingesteld dan kunnen de afmetingen afgelezen worden van de doos. Door te drukken op ‘F2’ wordt dit bevestigd waardoor de nodige waarden voor de positionering aangepast worden. Indien er nog geen formaat is ingesteld dan zijn de afmetingen allen nul. Door op ‘F3’ te drukken komt men, nadat het paswoord werd ingegeven, in het scherm terecht die afgebeeld staat in figuur 8.23.

Figuur 8.23: Scherm afmetingen formaat

Aan de hand van het alfanumerieke toetsenbord worden de afmetingen ingegeven. Na iedere ingegeven getal wordt op ‘Enter’ gedrukt. Het verspringen tussen de vakjes kan via pijltjestoetsen. Zodra alle afmetingen zijn ingeven wordt op de toets “NEXT” gedrukt. Aan de hand van dit signaal worden de richtwaarden berekend en vervolgens overgegaan naar een nieuw scherm.

Figuur 8.24:Scherm richtwaarden

107


In het scherm van figuur 8.24 krijgt men drie richtwaarden. Deze of dichtaansluitende waarden dienen opnieuw ingegeven te worden via het alfanumerieke toetsenbord. Door op “F2” te drukken worden nu de nodige posities berekend en wordt het scherm uit figuur 8.22 terug geopend. Daar kiest men nu voor de optie ‘OK: F2’. Hierdoor wordt het aantal pulsen voor de positionering van de doos in een datawoord gestoken. Het zijn die datawoorden die dan vergeleken worden met de tellers aanwezig op de motoren.

Indien er al vijf formaten zijn ingesteld en men wenst nog een ander soort formaat toe te wijzen dan kan dit door het wijzigen van een formaat. Het laatst ingestelde formaat wordt zolang bewaard tot hij wordt overschreven door een ander. De grootte van de in te geven afmetingen zijn begrensd zodat het maximum aantal pulsen niet overschreden wordt.

Indien de plano te ver of niet ver genoeg gepositioneerd wordt op de wagen dan kan deze afstand aangepast worden door de richtwaarde van de separator iets te wijzigen. Wanneer echter de kleefband niet mooi in het midden van de doos bevestigd is dan moeten de richtwaarden van de wagen aangepast worden.

Aan de hand van figuur 8.25 wordt uitgelegd hoe de richtwaarde van de separator werd uitgerekend. Als eerste stap dient men de verplaatsing te weten indien er één puls wordt geteld. Dit door bijvoorbeeld de afstand op te meten na 300 pulsen. In ons geval is deze waarde 2.9369 mm/puls. Er zijn drie verschillende posities van belang bij de plano. De eerste positie is de plaats tot waar de plano mag bewegen indien de wagen nog niet rechtop staat, deze is voor ieder formaat gelijk. Hiervoor wordt enkel de afstand A opgemeten daar de sensor, die de teller op nul plaatst, zich mee aanpast aan het formaat. Ook van belang is de afstand tussen het resetten van de teller en de mee te nemen plano. Deze bedraagt 55 mm. De tweede positie wordt gebruikt om over te schakelen van hoge naar lage snelheid. Het aantal pulsen tussen positie 2 en positie 3 bedraagt altijd 20. Het volstaat dus enkel een formule te vinden die positie 3 108


aanpast naargelang het formaat. Hiertoe wordt de afstand C opgemeten. Ook deze afstand is altijd gelijk daar de wagen op het einde van zijn geleiding dient te staan. Hierbij dient dan nog de afstand B te worden opgeteld, wat de helft is van de doosbreedte.

Planomagazijn

Figuur 8.25: Hulptekening richtwaarden seperator

Positie 1 =

A + 55mm 2.9369mm / puls

Positie 2 = Positie 3 – 20 pulsen

Positie 3 =

B + C + 55mm C + 55mm doosbreedte = + 2.9369mm / puls 2.9369mm / puls 5.87 mm / puls

Bij het bepalen van de richtwaarden van de wagen wordt opnieuw bepaald wat de verplaatsing van de wagen is na het tellen van een puls. Om de juistheid hiervan te verhogen wordt de wagen verplaatst over een zo groot mogelijke afstand. Zo is een waarde van 3.27 mm/puls gevonden in handmatige werkingsmode en 3.31 mm/puls in automatische werkingsmode. Er zijn hiervoor twee waarden opdat in handmatige werkingsmode niet met hoge waarden wordt gewerkt en de fout kleiner is. Ook hier zijn er drie verschillende posities van belang voor het positioneren. Op de eerste positie moet worden overgeschakeld naar de

109


lage snelheid. De tweede positie is de plaats waar de tweede doos moet stoppen zodat de eerste doos perfect onder de taper gepositioneerd staat. De derde positie is opnieuw van belang om de snelheid te verminderen net voordat de wagen zijn beginpositie opnieuw bereikt. Om deze posities te kunnen bepalen, in functie van het formaat, dient er slecht één formule te worden gezocht. De afstand A is altijd gelijk en wordt omgerekend naar een aantal pulsen. Hieruit kan de positie afgeleid worden zodanig dat de doos met zijn midden boven de taper staat. Zoals te zien in figuur 8.26, is dit de afstand A verminderd met anderhalf keer de doosbreedte.

Doos 1

Doos 2

Figuur 8.26: Hulptekening richtwaarden wagen

Positie 1 = Positie 2 - 20 pulsen

Positie 2 =

A − 1.5 × doosbreedte x.xmm / puls

Positie 3 = (2 x Positie 2) - 20 pulsen

Voor de mechanische instellingen wordt er verwezen naar hoofdstuk 2.

110


• Menu timers De timers worden in het PLC programma gebruikt, daar staat ook beschreven wat hun functie is. Om de exacte waarden van de timers te kennen moeten de ingegeven waarden met 100 ms vermenigvuldigd worden. De timers zijn afgesteld zodat zij voldoende zijn bij een persluchtdruk van 7 bar. Wordt deze druk niet bereikt dan zullen de timers hoogstwaarschijnlijk moeten worden verhoogd.

Wordt op ‘F3’ gedrukt in het menu machine instellingen dan wordt het scherm geopend uit figuur 8.27. In het totaal dienen tijden ingegeven te worden van elf timers. Er kan dus nog naar een tweede identieke scherm overgegaan worden en terug door de toetsen ‘<’ en ‘>’.

Figuur 8.27: Scherm wijzigen timers

De waarden kunnen altijd gevisualiseerd worden. Om wijzigingen door te voeren moet eerst een paswoord opgegeven te worden. De in te geven tijden moeten een bepaalde minimale waarde overschrijden. Zodra ze worden ingegeven en op ‘Enter’ wordt gedrukt zijn de instellingen gewijzigd. • Menu herstellen startwaarden Wanneer voor dit menu gekozen wordt verschijnt het scherm uit figuur 8.28. Door op ‘F2’ te drukken zullen de startwaarden die in het systeem aanwezig waren bij het eerste gebruik hersteld worden. Dit wordt mogelijk gemaakt voor het geval de installatie zou zijn vastgelopen. Oorzaak hiervan kan zijn, dat er een verkeerde waarde in het register

111


terecht gekomen is. Deze kans is echter vrij onwaarschijnlijk zodat dit scherm praktisch nooit zal moeten opgeroepen worden.

Figuur 8.28: Scherm wijzigen timers

Operator Panel instellingen

Deze instellingen hebben betrekking tot het gebruik van het scherm. De twee beveiligingsniveaus van de paswoorden kunnen er gewijzigd worden, de gebruikerstaal kan gewijzigd worden en het contrast kan er aangepast worden. Uit welke onderverdeling dit menu bestaat is te zien in figuur 8.29.

Figuur 8.29: Scherm Operator Panel instellingen

• Menu paswoorden In het menu paswoorden kan het paswoord gewijzigd worden van niveau 1 en 2. Daarvoor dient in het scherm van figuur 8.30 op ‘F2’ te worden gedrukt. Er verschijnt een venster waar de nieuwe paswoorden kunnen ingegeven worden voor beide niveaus. Daarna wordt bevestigd door op de ‘Enter’ toets te drukken in het vakje ‘OK?’.

112


Figuur 8.30: Scherm paswoorden

• Menu taalkeuze Hier kan de gewenste taal ingesteld worden. Normaler wijze zal dit altijd ingesteld staan op Frans. De taal kan worden gewijzigd nadat in het menu Operator Panel instellingen op ‘F3’ is gedrukt. Vervolgens dient naargelang de gewenste taal op ‘F2’ of ‘F3’ te worden gedrukt. Via de ‘Main’ toets kan naar het startscherm worden gesprongen. Van daaruit is er de mogelijkheid om naar het gewenste menu te springen. U zult zien dat de taal gewijzigd is.

Figuur 8.31: Scherm taalkeuze

• Menu contrast In dit menu kan naar de wensen van de gebruiker de weergave van het beeld worden gewijzigd.

8.2.2.5

Toegang verkrijgen tot een beveiligingsniveau.

Vooraleer schermen worden weergegeven of vooraleer men waarden kan wijzigen zal meestal een paswoord moeten ingegeven worden. Er zijn drie beveiligingsniveaus, niveau 0 is altijd toegankelijk, niveau 1 voor de machinebediener en niveau 3 voor hoger bevoegden. Wanneer een scherm 113


beveiligd is word de melding ‘Access denied’ weergegeven. Nu moet op de toets ‘LOGIN’ worden gedrukt. Er verschijnt een venster waar het paswoord kan worden ingegeven, tegelijk wordt ook bevestigd door op enter te drukken. Indien het paswoord correct is moet in het scherm dat actief is opnieuw op de toets worden gedrukt die ervoor zorgt dat men overgaat naar het beveiligde scherm. Er zijn drie pogingen toegestaan om in te loggen, daarna dient opnieuw op ‘LOGIN’ te worden gedrukt. Zodra men uit het beveiligde scherm gaat zal een logout optreden na één minuut.

8.2.2.6

Signalisatie

Naast de kolomsignalisatie is er ook signalisatie via de LED’s van het Operator Panel. De bovenste rij duidt aan in welke bedieningsmode er gewerkt wordt en het gekozen formaat. Dit wordt aangeduid via een continu brandende groene led. De onderste rij zal met een zekere frequentie rood oplichten als alarmsignalisatie.

8.2.3

Programmatie

Om het Operator Panel te programmeren wordt gebruik gemaakt van het softwareprogramma E-Designer. In wat volgt, wordt beschreven hoe een project wordt aangemaakt en uitgewerkt. De flowchart van de verschillende schermen is terug te vinden in de bijlage.

8.2.3.1

Aanmaken van een nieuw project.

Na het openen van E-Designer wordt gekozen voor File > New. Er verschijnt een scherm zoals in figuur 8.32. Als Operator Terminal wordt gekozen voor de E300 versie 6.3x en als controller de Q serie van Melsec. Wanneer dit gebeurd is, wordt op ‘OK’ geklikt. Het project wordt nu aangemaakt en krijgt de naam Dozenopzet zodra het onder deze naam wordt opgeslagen.

114


Figuur 8.32: Configuratie

Het aangemaakte project bestaat uit een vijftal submappen namelijk Blocks, Alarms, Peripherals, Setup en Network Connections. Daarnaast zijn er ook nog de functies Time Channels, Password, Function Keys, LEDs, Symbols, Message Library, Macros en Recipe. Hieronder volgt een korte bespreking van bovengenoemde.

115


Figuur 8.33: Opdeling project

• Submap Blocks Onder deze map worden alle blokken aangemaakt, dus de verschillende schermen. Er zijn vijf blokken die altijd automatisch aangemaakt worden. Deze blokken kunnen niet verwijderd worden. Blok 0 is er één van en is in feite de basis waarrond er gestart kan worden voor de opbouw van het project.

116


• Submap Alarms In deze map kan men de alarm behandelende functie instellen. Deze functie wordt gebruikt om de aandacht van de bediener te vestigen, aan gebeurtenissen in het proces die directe actie vereisen. De submap is verder onderverdeeld in alarmgroepen en een alarmlijst. Het alarm kan in groepen worden verdeeld om een orde van prioriteit tot stand te brengen. De alarmlijst toont de alarmen die zijn opgetreden tijdens werking. Aan ieder alarm kan een bericht worden gekoppeld. • Submap Peripherals Onder deze map kan de controller aangepast worden of men kan een extra controller toevoegen. Het medium kan aangepast worden waarover de communicatie dient te gebeuren. Er is keuze tussen RS-232 en RS422. Tevens kan men instellen na welke tijd er een time-out optreedt en hoeveel pogingen er zijn toegestaan bij uitwisseling van data. • Submap Setup Hieronder zijn al de instellingen terug te vinden aangaande het gebruik van het Operator Panel zelf. Het betreft instellingen rond de gebruikte talen, wijze waarmee datum en tijd moet worden weergeven, vertragingstijd van toetsen,… • Submap Network Connections Hier wordt beschreven hoe het Operator Panel in een netwerk communiceert. Het communiceren gebeurt via TCP/IP (Transport Control Protocol/Internet Protocol). Dit is een gestandaardiseerd protocol die communicatie met andere systemen en eenheden toelaat. Het Operator Panel netwerk is een Cliënt/Server netwerk. Slechts cliënts hebben toegang tot gegevens in het netwerk. De server levert enkel data

117


aan de cliënts. Een Operator Panel kan zowel een Cliënt als Server zijn tezelfdertijd om zowel gegevens te verstrekken als toegang tot gegevens van andere terminals te hebben. Tot 20 verschillende cliënts kunnen toegang tot gegevens van dezelfde Server hebben. Een cliënt daarin tegen, kan toegang tot gegevens van maximaal 16 verschillende Servers hebben.

8.2.3.2

Aanmaken van een nieuw blok of scherm

Om een nieuw blok aan te maken zijn er verschillende manieren. De door ons toegepaste is de volgende: met de rechtermuis toets klikken op ‘Blocks’ in de Manager en opteren voor ‘New’.

Figuur 8.34: Aanmaken blok

Er verschijnt een venster waarin de nodige gegevens meegeven worden. Als bloktype wordt geopteerd voor een grafisch blok. Het bloknummer kan vrijblijvend aangepast worden zolang het niet dubbel gebruikt is en er wordt gezorgd voor een eenduidige benaming. Nadat op ‘OK’ is geklikt, zal de blok aangemaakt worden en verschijnt de display van het Operator Panel. Door met de rechtermuis toets te klikken op het display en te kiezen voor ‘Properties’ verschijnt het venster uit figuur 8.36. Bij het tabblad ‘General’ kan, indien nodig, niet alleen de naam worden gewijzigd maar ook ingesteld worden wanneer het scherm hoeft te verschijnen. Dit kan op twee manieren namelijk door een sprong naar het scherm in te stellen of een digitaal signaal op te geven bij ‘Display signal’. Daarnaast kunnen de systeemtoetsen per scherm afzonderlijk geblokkeerd

118


worden door op ‘Status’ te klikken. In onderstaande volgt de beschrijving van de gebruikte objecten en het toewijzen van de functietoetsen.

Figuur 8.35: Grafische mode scherm

119


Figuur 8.36: Block Properties

Volgende objecten worden gebruikt om op een display te plaatsen: • Static Text: Statische tekst wordt vooral gebruikt om titels aan te maken en instructies mee te geven. Het is altijd zichtbaar en geeft naast het informatieve verder geen andere functie. • Digital Text: Met object digitale tekst kan men tekst al dan niet laten verdwijnen afhankelijk van de toestand van een signaal. Wordt in het scherm uit figuur 8.37 bijvoorbeeld een ingang of een merker gekoppeld aan het digitale signaal dan zal bij laag niveau de tekst ‘Motor af’ verschijnen en bij hoog niveau ‘Motor aan’.

120


Figuur 8.37: Object Digital Text

• Analog Numeric: Dit object wordt gebruikt om veranderlijke waarden te visualiseren en om het mogelijk te maken om waarden via het alfanumerieke toetsenbord door te geven. Hiertoe dient een analoog signaal opgegeven te worden en tevens om welk type het gaat. Bij posities wordt het aantal cijfers opgegeven waaruit het getal zal bestaan. Het aantal decimalen komt overeen met het aantal cijfers na de komma. Indien ‘Zero Fill’ aangevinkt staat, in figuur 8.38, wordt er automatisch een nul in het register gestoken zolang er geen andere getallen naartoe gestuurd worden.

121


Figuur 8.38: Object Analog Numeric, General

Bij het tabblad ‘Access’, te zien op figuur 8.39, kan men aangeven tussen welke grenzen een getal mag liggen. Indien een getal ingegeven moet worden via het alfanumerieke toetsenbord, dan moet de optie ‘Enable operator input’ aangevinkt staan. Wanneer deze waarde buiten de grenzen valt dan komt er een foutmelding.

Figuur 8.39: Object Analog Numeric, Access

122


• Digital Symbol: Digitale symbolen worden gebruikt om de status van de in –en uitgangen te visualiseren. Bij ‘Digital signal’ wordt de in –of uitgang meegegeven. Verder moet er een symbool geselecteerd worden nadat op ‘Select’ werd geklikt. De grootte ervan kan willekeurig aangepast worden.

Figuur 8.40: Object Digital Symbol

8.2.3.3

Toewijzen van de functietoetsen

Het toewijzen van de functietoetsen gebeurt door er dubbel op te klikken. Er verschijnt dan een venster met de vraag of het om een lokale of globale toets is. De keuze is binnen dit project steeds lokaal. Dit wil zeggen dat de toegewezen actie enkel binnen dit scherm geldig zal zijn terwijl globale functietoetsen geldig zijn binnen het volledige project. Eenmaal de keuze is gemaakt wordt het scherm uit de volgende figuur geopend. Daarop is te zien dat er heel wat mogelijkheden zijn. Voor onze toepassing zijn aan de functietoetsen volgende acties gekoppeld:

123


• Aan de optie ‘I/O’ kan een digitaal signaal, bijvoorbeeld een merker, gekoppeld worden. Wordt de functietoets bediend dan wordt, bij geval van een merker, deze kortstondig hoog, geset of gereset. • Een sprong naar een ander scherm kan door de optie ‘Jump to block’ aan te klikken en het scherm waarnaar gesprongen moet worden op te geven. • Het inloggen tot een bepaald beveiligingsniveau kan door bij de optie ‘Other Function’ te kiezen voor ‘Logs in to specified security level’.

Figuur 8.41: Block Properties

Telkens een actie geselecteerd is moet op ‘Update’ worden geklikt om die toe te voegen. Zo worden alle nodige functietoetsen ingesteld. Nadelig is dat er slechts één actie kan toegewezen worden per functietoets.

124


8.2.3.4

Toewijzen van de alarmen

Onder het menu ‘Alarms’ kunnen de optredende alarmen ingesteld en opgesplitst worden. Nadat op ‘Alarm Groups’ wordt geklikt, verschijnt een venster.

Figuur 8.42: Aanmaken Alarm Group

Bij ‘Group name’ wordt een naam gegeven en door op ‘Append’ te klikken wordt de groep aangemaakt. Zo kunnen acht verschillende groepen worden aangemaakt. Indien de nodige groepen zijn toegewezen en het venster is afgesloten kiest men in de Project Manager voor ‘Alarms’.

Figuur 8.43: Aanmaken alarm

125


Er wordt gestart met het klikken op ‘New Alarm’. Er verschijnt een nieuw venster waar de nodige instellingen dienen te gebeuren. Bij ‘Alarm text’ wordt een naam aan het alarm gegeven en bij ‘Signal’ de gepaste in –of uitgang toegekend. Daarnaast moet er worden ingesteld bij welk niveau, hoog of laag, het alarm actief moet worden en tot welke groep het alarm behoord. Er kan ook ingesteld worden of de geschiedenis moet bewaard worden en of het alarm moet gecontroleerd worden. Eenmaal alles is toegewezen dient in het venster van figuur 8.44 op ‘OK’ te worden geklikt en daaropvolgend in figuur 8.43, op ‘Exit’.

Figuur 8.44: Aanmaken Alarm

8.2.3.5

Gebruik van meerdere talen

De schermen van het Operator Panel kunnen in verschillende talen worden weergegeven. Zo kunnen maximaal tien talen worden ingesteld. Eerst dient men de schermen aan te maken in een basistaal. Wanneer dit gebeurd is kan bij het menu ‘Setup’, in de Project Manager, gekozen worden voor ‘Multiple Languages’ zodat de Wizard geopend wordt.

126


Figuur 8.45: Instellen aantal talen

In het eerste venster geeft men het aantal gewenste talen in, voor onze toepassing zijn dit er twee. Daarna wordt op ‘Volgende’ geklikt. In het vernieuwde venster wordt de eerste taal ingesteld door de taalnaam in te geven, de ‘Character set’ te kiezen en de ‘System language’ op te geven.

Figuur 8.46: Instellen talen

127


Met ‘Character set’ wordt bedoeld, het wijzigen van de karakters afhankelijk van de taal. Voor het Nederlands speelt dit geen rol dus mag gekozen worden voor ‘Swedish’. De ‘System language’ is de taal van de systeemtekst die gebruikt zal worden indien bijvoorbeeld het contrast ingesteld wordt of een alarm verschijnt. Voor de eerste taal kiest men ‘UK English’. Hiermee zijn de instellingen gedaan voor de eerste taal, er moet nu opnieuw op ‘Volgende’ geklikt worden. Er verschijnt nu opnieuw een analoog venster waar de tweede taal moet ingesteld worden. Voor ‘Character set’ en ‘System language’ wordt ditmaal ‘French’ opgegeven waarna opnieuw op ‘Volgende’ geklikt wordt.

Figuur 8.47: Opgeven dataregister

Nu moet er een dataregister opgegeven worden. Afhankelijk van de waarde, gelegen tussen 0 en 9, wordt een andere taal gebruikt. Indien 0 in het dataregister wordt gestoken is de taal Nederlands, de waarde 1 komt dan overeen met Frans. Nadat op ‘Voltooien’ wordt geklikt zijn de diverse talen aangemaakt.

De tweede fase bestaat erin de verschillende schermen te vertalen. In de menubalk wordt Setup > Multiple languages > Edit geselecteerd. Alle teksten van de verschillende schermen staan nu in een tabel weergegeven. De programmeur heeft

128


nu als taak deze teksten te vertalen en in de kolom ‘Frans’ in te vullen. Hiermee worden dan de Franstalige schermen automatisch aangemaakt.

Figuur 8.48: Ingeven vertalingen

8.2.3.6

Instellen van de paswoorden

Bij de optie ‘Password’ in de Project Manager kunnen de paswoorden opgegeven worden van de verschillende beveiligingsniveaus. Achteraf kunnen deze via het Operator Panel zelf gewijzigd worden. Bij ‘Login timeout’ wordt een tijd van 1 minuut opgegeven. Dit wil zeggen dat na het verlaten van een beveiligd scherm automatisch een ‘Logout’ optreedt na deze tijd. Indien 0 minuten zou opgegeven worden, dan treedt er nooit een ‘Logout’ op.

129


Figuur 8.49: Instellen paswoorden

8.2.3.7

Toekennen van de LED’s

Voor het toekennen van de LED’s wordt voor deze optie gekozen in de Project Manager. Bij ‘L1’ wordt het adres opgegeven. Dit moet een dataregister zijn zodat er verschillende waarden naartoe kunnen gestuurd worden. Afhankelijk van deze waarde zal de LED een groene of rode kleur aannemen, continu of met een zekere frequentie oplichten. Er kan ook een naam opgegeven worden maar dit is niet noodzakelijk. Vervolgens wordt op ‘Update’ geklikt, dit tot de nodige LED’s zijn toegewezen. Het venster uit figuur 8.50 wordt dan afgesloten met ‘Exit’.

Figuur 8.50: Toewijzen LED's

130


9 Elektrische schema’s Voor het tekenen van elektrische schema’s voor de stuurkast werd gebruik gemaakt van het softwarepakket Eplan. Het gebruik van Eplan maakte geen deel uit van onze opleiding in het PIH. Zodoende was het voor ons een grote uitdaging om dit project tot een goed einde te brengen.

Er is als volgt te werk gegaan: •

Aanmaken van het project dozenopzet

•

Aanmaken van de plotkaders

•

Tekenen elektrische schema’s

Vermogenkring Verdeling 24 V DC Noodstopcircuit Veiligheidscircuit Sturing frequentieregelaars Voeding PLC en Operator Panel Digitale ingangskaarten Digitale uitgangskaarten Stuurkring Klemmenaansluitlijsten Kabelaansluitlijsten •

Plaatsen van de commentaren

•

Aanmaken van de inhoudsopgave

Het eindresultaat kan teruggevonden worden in de bijlage.

131


10 Besluit Het automatiseren en optimaliseren van een dozenopzet werd gerealiseerd. De installatie kan in eilandbedrijf opgesteld worden in een buitenlandse afdeling.

De dozenopzet werd geautomatiseerd met een PLC, Operator Panel en frequentieregelaars zodat de beoogde capaciteit behaald werd.

Het is op een vlotte en eenvoudige manier mogelijk om de installatie, naast de mechanische aanpassingen, naar de verschillende doosformaten om te stellen via het Operator Panel. Er zijn meerdere werkingsmodes mogelijk en het bedieningsscherm is tweetalig ingesteld.

De installatie werd uitgetest en goed bevonden. Er kan dus besloten worden dat de dozenopzet voldoet aan de gestelde eisen.

Het eindwerk is een zeer leerrijk en boeiende ervaring geweest, mede door het voortdurend zien groeien van het praktisch gedeelte. Alles werd binnen de vooropgestelde termijn gerealiseerd zonder van de planning te zijn afgeweken. We verkregen een groter verantwoordelijkheidsgevoel krijgt en leerden samenwerken met anderen door middel van duidelijke afspraken. Vooral deze laatste eigenschap is erg belangrijk om later goed te kunnen functioneren in het moderne en prestatiegerichte bedrijfsleven.

132


11 Bibliografie 11.1 Bronvermelding van boeken • CLAERHOUT, L., DEKELVER, V., de SCHEPPER, F., LIBBRECHT, J., MAESEN, I., Serie elektrotechniek. Elektriciteit 3. 2de druk, Deurne, Wolters Platyn, 1995, 227 blz. • VEKENS, J., Installatiepraktijk voor de elektricien. 22ste druk, Antwerpen, Standaard uitgeverij, 1998, 508blz. •

EPLAN, Eplan syllabus: EPLAN5 – Versie 5.40, 163 blz.

11.2 Bronvermelding van informatie gevonden via internet • GE Power Controls, e-cataloog. Internet, 20 september 2005 • Schneider Electric, e-cataloog. Internet, 20 september 2005 • Sick, services. Internet, 2 april 2006

11.3 Bronvermelding van bijsluiter, handleiding • FR-E520S. Handleiding, Mitsubishi Electric, 2004, 248 blz. • E-Terminals en E-Designer. Handleiding, Beijer Electronics, 2004, 370 blz. • Programmable Controller Q-series. Handleiding, Mitsubishi Electric, 2004, 56 blz. • GX Developper. Mitsubishi Electric, 2004, 1466 blz.

133

Automatiseren en optimaliseren van een dozenopzet

Recommend Documents