Eindwerk: Revisie van een automatische zakkenstapelaar

Eindwerk: Revisie van een automatische zakkenstapelaar Studiegebied Industriële Wetenschappen en Technologie Opleiding Elektromechanica Optie Elektromechanica Academiejaar 2005-2006

Demuyzere Vincent Vromman Pieterjan

Revisie van een automatische zakkenstapelaar

VOORWOORD Bij de aanvang van dit werk zouden we graag een woord van dank richten aan allen die op de één of andere manier hun medewerking verleend hebben bij de realisatie van dit eindwerk.

In de eerste plaats danken we het aardappelbedrijf Verhelst en dan in het bijzonder de heer Geert Verhelst, zaakvoerder en tevens onze externe promotor, die tijdens zijn drukke werkzaamheden steeds bereid was ons de nodige informatie te verschaffen.

Eveneens willen we een woord van dank richten aan alle docenten van het PIH en dan in het bijzonder de heer Steve Dereyne, onze interne promotor, die ons geholpen heeft om dit eindwerk tot een goed einde te brengen.

Een laatste dankwoord willen we dan nog richten aan de mensen uit onze directe omgeving, voornamelijk onze ouders die ons de mogelijkheid gaven om deze studies te voltooien.

Vincent & Pieterjan

II


VOORWOORD.................................................................................................................... II INLEIDING........................................................................................................................... 1 1 Voorstelling van het bedrijf........................................................................................... 3 1.1 Historiek ................................................................................................................ 3 1.2 Bedrijfsoverzicht ................................................................................................... 3 1.2.1 Losplaats........................................................................................................ 3 1.2.2 Sorteerplaats .................................................................................................. 4 1.2.3 Verpakking/Afvoer........................................................................................ 4 1.2.4 Wasplaats....................................................................................................... 5 1.3 Milieu .................................................................................................................... 5 2 Omschrijving van het project ........................................................................................ 6 2.1 Inleiding................................................................................................................. 6 2.2 Doelstellingen........................................................................................................ 6 3 De mechanische opbouw ............................................................................................... 7 3.1 De aanvoer............................................................................................................. 7 3.1.1 Lege pallets.................................................................................................... 7 3.1.2 Zakken ........................................................................................................... 7 3.2 De zakkenstapelaar ................................................................................................ 7 3.2.1 Inleiding......................................................................................................... 7 3.2.2 Mechanische opbouw .................................................................................... 8 3.2.2.1 De opvoerband........................................................................................... 8 3.2.2.2 De hobbelbaan ........................................................................................... 8 3.2.2.3 De manipulator .......................................................................................... 9 3.2.2.4 De bufferband .......................................................................................... 11 3.2.2.5 De formeereenheid .................................................................................. 11 3.2.2.6 De palletlift .............................................................................................. 13 3.2.3 De elektrische kast....................................................................................... 15 3.3 De wikkelaar........................................................................................................ 16 3.3.1 Inleiding....................................................................................................... 16 3.3.2 Mechanische opbouw .................................................................................. 16 3.3.3 Elektrische kast............................................................................................ 17 3.4 De wagon als pallettransporteur .......................................................................... 18 3.4.1 Inleiding....................................................................................................... 18 3.4.2 Mechanische opbouw .................................................................................. 20 3.4.3 Elektrische kast............................................................................................ 21 4 De PLC ........................................................................................................................ 22 5 Het Touchscreen .......................................................................................................... 24 6 Werking van de zakkenstapelaar ................................................................................. 25 6.1 Opstarten van de zakkenstapelaar........................................................................ 25 6.2 Handmatige werking............................................................................................ 25 6.3 Automatische werking......................................................................................... 25 7 Veiligheid .................................................................................................................... 28 7.1 Risicobeoordeling................................................................................................ 28 7.2 Toegepast op de stapelaar.................................................................................... 30 7.2.1 Identificeren van de gevaren (EN 414) ....................................................... 30 7.2.2 Beoordelen van risico met de risicograaf (EN 1050) .................................. 31 7.2.3 Het risico elimineren of tenminste reduceren.............................................. 33 7.2.4 De overblijvende risico’s beoordelen (EN 954-1)....................................... 35 7.3 Minimumvoorschriften arbeidsmiddelen ............................................................ 35 7.4 Veiligheid met betrekking tot het programma..................................................... 36

III


8

Werking van de toegepaste software ........................................................................... 37 8.1 Werking PLC....................................................................................................... 37 8.2 De programmeersoftware DirectSOFT32 ........................................................... 42 8.2.1 Een eerste kennismaking met DirectSOFT32 ............................................. 42 8.2.2 Configuratie van een communicatie link..................................................... 46 8.2.3 Downloaden van een programma ................................................................ 49 8.2.4 Monitoren van een programma.................................................................... 53 8.2.5 Documenteren van een programma............................................................. 54 8.3 Opbouw van het PLC- programma...................................................................... 56 8.4 De programmeersoftware EasyBuilder500 ......................................................... 64 8.4.1 Een eerste kennismaking met EasyBuilder500 ........................................... 64 8.4.2 Creëren van een nieuw project .................................................................... 67 8.5 Opbouw en werking van het touchscreen............................................................ 79 8.5.1 Hoofdmenu .................................................................................................. 79 8.5.2 Instellingen .................................................................................................. 80 8.5.3 Handbediening............................................................................................. 82 8.5.4 Visualisatie .................................................................................................. 84 8.5.5 Alarmafhandeling ........................................................................................ 85 Besluit.................................................................................................................................. 86 Literatuurlijst ....................................................................................................................... 87

IV


Figuurlijst: Figuur 1.1: Stortbak (links) en kluitenscheider (rechts) ........................................................ 3 Figuur 1.2: Overzicht loshal .................................................................................................. 3 Figuur 1.3: Leestafel.............................................................................................................. 4 Figuur 1.4: Overzicht sorteerplaats ....................................................................................... 4 Figuur 1.5: Propak verpakkingsmachine ............................................................................... 4 Figuur 1.6: Overzicht verpakking.......................................................................................... 4 Figuur 1.7: Wasinstallatie...................................................................................................... 5 Figuur 1.8: Overzicht wasinstallatie...................................................................................... 5 Figuur 1.9: Bezinktank voor afvalwater ................................................................................ 5 Figuur 3.1: Rollenbaan voor aanvoer lege pallets ................................................................. 7 Figuur 3.2: Zakkenafvulinstallatie......................................................................................... 7 Figuur 3.3: De opvoerband.................................................................................................... 8 Figuur 3.4: Hobbelbaan ......................................................................................................... 8 Figuur 3.5: De manipulator (zijaanzicht) .............................................................................. 9 Figuur 3.6: De manipulator (bovenaanzicht)....................................................................... 10 Figuur 3.7: Kettingoverbrenging ......................................................................................... 10 Figuur 3.8: Bediening grijpers............................................................................................. 10 Figuur 3.9: De Bufferband .................................................................................................. 11 Figuur 3.10: De hark (vooraanzicht) ................................................................................... 12 Figuur 3.11: De hark (zijaanzicht)....................................................................................... 12 Figuur 3.12: Een aandrukker (vooraanzicht)....................................................................... 12 Figuur 3.13: De schuiven .................................................................................................... 13 Figuur 3.14: De palletlift ..................................................................................................... 13 Figuur 3.15: De hydraulische pomp .................................................................................... 14 Figuur 3.16: De hark (zijaanzicht)....................................................................................... 14 Figuur 3.17: De palletlift (palletklem open)........................................................................ 14 Figuur 3.18: De palletlift (palletklem dicht)........................................................................ 14 Figuur 3.19: De elektrische kast .......................................................................................... 15 Figuur 3.20: Oude bediening ............................................................................................... 15 Figuur 3.21: Nieuwe bediening ........................................................................................... 15 Figuur 3.22: De wikkelaar ................................................................................................... 24 Figuur 3.23: De wikkelaar (onderaanzicht)......................................................................... 16 Figuur 3.24: De wikkelaar (bovenaanzicht) ........................................................................ 17 Figuur 3.25: De elektrische kast (buitenkant) ..................................................................... 17 Figuur 3.26: De elektrische kast (binnenkant) .................................................................... 15 Figuur 3.27: Principeschets probleemstelling ..................................................................... 26 Figuur 3.28: De haakse overzetter....................................................................................... 18 Figuur 3.29: De draaitafel met kettingoverdracht ............................................................... 19 Figuur 3.30: De draaitafel met rollenoverdracht ................................................................. 19 Figuur 3.31: De wagon ........................................................................................................ 19 Figuur 3.32: De wagon (voorzijde) ..................................................................................... 20 Figuur 3.33: De wagon (achterzijde)................................................................................... 20 Figuur 3.34: eindeloop vooraan........................................................................................... 20 Figuur 3.35: eindeloop achteraan .. ..................................................................................... 20 Figuur 3.36: De elektrische kast .......................................................................................... 29 Figuur 4.1: DL205 PLC....................................................................................................... 30 Figuur 5.1: Easyview 500.................................................................................................... 32 Figuur 5.2: Aansluiting touchscreen.................................................................................... 24

V


Figuur 7.1: Overzichtstabel risicograden ............................................................................ 28 Figuur 7.2: Gevaren mogelijk bij geval 1............................................................................ 30 Figuur 7.3: Gevaren mogelijk bij geval 2............................................................................ 30 Figuur 7.4: Risicograaf EN 1050......................................................................................... 31 Figuur 7.5: Elimineren risico bij geval 1............................................................................. 33 Figuur 7.6: Elimineren risico bij geval 2............................................................................. 33 Figuur 7.7: Deurcontact....................................................................................................... 42 Figuur 7.8: Voorstelling van veiligheidsmaatregelen (bovenaanzicht)............................... 34 Figuur 8.1: DL260 CPU ...................................................................................................... 45 Figuur 8.2: Nummering I/Okaarten ..................................................................................... 38 Figuur 8.3: De ingang.......................................................................................................... 38 Figuur 8.4: De uitgang......................................................................................................... 38 Figuur 8.5: De merker ..................................................................................................... 4619 Figuur 8.6: Het datawoord................................................................................................... 39 Figuur 8.7: De timer ............................................................................................................ 47 Figuur 8.8: De ogenblikkelijke waarde ............................................................................... 47 Figuur 8.9: De counter......................................................................................................... 48 Figuur 8.10: De ogenblikkelijke counterwaarde ................................................................. 40 Figuur 8.11: Overzicht remanent geheugen ........................................................................ 41 Figuur 8.12: Instellen remanent geheugen .......................................................................... 41 Figuur 8.13: Het ‘Launch window’ ..................................................................................... 42 Figuur 8.14: Aanmaken nieuw project ................................................................................ 43 Figuur 8.15: Het programmeervenster (View mode) .......................................................... 43 Figuur 8.16: Het programmeervenster (Edit mode) ............................................................ 43 Figuur 8.17: Invoegen contact (foutief type)....................................................................... 44 Figuur 8.18: Invoegen contact (Correct type) ..................................................................... 44 Figuur 8.19: Normaal open contact X0 ingevoegd ............................................................. 52 Figuur 8.20: De instructiebrowser ....................................................................................... 45 Figuur 8.21: Invoegen uitgang ............................................................................................ 45 Figuur 8.22: Ingang X0 en Uitgang Y0 toegevoegd aan het programma............................ 45 Figuur 8.23: De instructiebrowser ....................................................................................... 46 Figuur 8.24: PLC-programma vóór het accepteren ............................................................. 46 Figuur 8.25: Het ‘Launch window’ (Comm links).............................................................. 47 Figuur 8.26: De ‘Link wizard’ (Stap 1)............................................................................... 47 Figuur 8.27: De ‘Link wizard’ (Stap 2)............................................................................... 47 Figuur 8.28: De ‘Link wizard’ (Stap 3)............................................................................... 48 Figuur 8.29: Foutmelding (Onmogelijk om communicatielink te creëren)......................... 48 Figuur 8.30: De ‘Link wizard’ (Stap 4)............................................................................... 48 Figuur 8.31: De geconfigureerde link ................................................................................. 49 Figuur 8.32: Connecteren met de PLC ................................................................................ 50 Figuur 8.33: Waarschuwing “Programma in PC en PLC zijn verschillend”....................... 50 Figuur 8.34: Online ............................................................................................................. 51 Figuur 8.35: Wis PLC-geheugen ......................................................................................... 51 Figuur 8.36: De indicator .................................................................................................... 59 Figuur 8.37: De online werkbalk......................................................................................... 52 Figuur 8.38: De PLC modes ................................................................................................ 52 Figuur 8.39: Online en PLC in RUN................................................................................... 52 Figuur 8.40: Monitoren van het programma ....................................................................... 53 Figuur 8.41: Het ‘Change value’ venster ............................................................................ 53 Figuur 8.42: De verschillende soorten documentatie .......................................................... 54

VI


Figuur 8.43: Het ‘options’ menu ......................................................................................... 62 Figuur 8.44: De ‘Documentation Editor’ ............................................................................ 55 Figuur 8.45: Oproepen van de ‘Documentation Editor’...................................................... 55 Figuur 8.46: De ‘Comment Editor’ ..................................................................................... 55 Figuur 8.47: De positieve flank (methode 1)....................................................................... 56 Figuur 8.48: De positieve flank (methode 2)....................................................................... 56 Figuur 8.49: De set/reset-instructie (1bit)............................................................................ 56 Figuur 8.50: De set/reset-instructie (groep bits).................................................................. 57 Figuur 8.51: De not-instructie ............................................................................................. 57 Figuur 8.52: De laad-instructie............................................................................................ 57 Figuur 8.53: De sum-instructie............................................................................................ 58 Figuur 8.54: De fill-instructie.............................................................................................. 59 Figuur 8.55: De MLS/MLR en FDGT-instructie ................................................................ 60 Figuur 8.56: ‘Time out’ hobbelbaan.................................................................................... 61 Figuur 8.57: Debouncing van fotocellen ............................................................................. 61 Figuur 8.58: Functie hobbelbaan ......................................................................................... 62 Figuur 8.59: Op uitgang brengen......................................................................................... 62 Figuur 8.60: Visualisatie hobbelbaan .................................................................................. 63 Figuur 8.61: De EasyManager............................................................................................. 63 Figuur 8.62: Tijdsbesparing Simuleren versus Downloaden .............................................. 64 Figuur 8.63: EasyBuilder..................................................................................................... 65 Figuur 8.64: Aanmaken nieuw project ................................................................................ 67 Figuur 8.65: Instellen systeemparameters (1)...................................................................... 67 Figuur 8.66: Instellen systeemparameters (2)...................................................................... 68 Figuur 8.67: Toevoegen Shape-bibliotheek......................................................................... 68 Figuur 8.68: De bitmap bibliotheek..................................................................................... 68 Figuur 8.69: Tekenen van een rechthoek mbv. de Draw-werkbalk..................................... 69 Figuur 8.70: Toevoegen van tekst mbv. de Draw-werkbalk ............................................... 77 Figuur 8.71: Toevoegen van een ‘Toggle’ switch............................................................... 70 Figuur 8.72: Touchscreen na toevoegen ‘Toggle’ switch ................................................... 70 Figuur 8.73: Toevoegen van een function key .................................................................... 71 Figuur 8.74: Touchscreen na toevoegen eerste function key .............................................. 71 Figuur 8.75: Opbouw keypad (1) ........................................................................................ 72 Figuur 8.76: Opbouw keypad (2) ........................................................................................ 72 Figuur 8.77: Opbouw keypad (3) ........................................................................................ 72 Figuur 8.78: Opbouw keypad (4) ........................................................................................ 72 Figuur 8.79: Function key voor het oproepen van een pop-up venster ............................... 73 Figuur 8.80: Toevoegen van een ‘Numeric input display’ (1) ............................................ 73 Figuur 8.81: Toevoegen van een ‘Numeric input display’(2) ............................................. 74 Figuur 8.82: Touchscreen na toevoegen ‘Numeric input display’ ...................................... 74 Figuur 8.83: Function key en numeric display op elkaar geplaatst ................................... 732 Figuur 8.84: Toevoegen ‘Word lamp object’ (1) ................................................................ 75 Figuur 8.85: Toevoegen ‘Word lamp object’ (2) ................................................................ 75 Figuur 8.86: Touchscreen na toevoegen ‘Word lamp object’ ............................................. 76 Figuur 8.87: Toevoegen fout aan ‘Alarm scan object’........................................................ 76 Figuur 8.88: Toevoegen fout aan ‘Alarm scan object’ (2) .................................................. 76 Figuur 8.89: Toevoegen ‘Alarm Display’ (1)..................................................................... 77 Figuur 8.90: Touchscreen na toevoegen ‘Alarm Display’ .................................................. 77 Figuur 8.91: Toevoegen ‘System Message’ ...................................................................... 735 Figuur 8.92: Compileren van het project............................................................................. 78

VII


Figuur 8.93: ‘Afgewerkt’ touchscreen ................................................................................ 78 Figuur 8.94: Hoofdmenu ..................................................................................................... 79 Figuur 8.95: Keypad ............................................................................................................ 79 Figuur 8.96: Instellingen ..................................................................................................... 79 Figuur 8.97: Opzetpositie laag A......................................................................................... 81 Figuur 8.98: Opzetpositie laag B......................................................................................... 81 Figuur 8.99: Scherm aanpassen telling................................................................................ 81 Figuur 8.100: Handbediening pagina 1 ............................................................................... 82 Figuur 8.101: Handbediening pagina 2 ............................................................................... 90 Figuur 8.102: Handbediening pagina 3 ............................................................................... 83 Figuur 8.103: Handbediening pagina 4 ............................................................................... 83 Figuur 8.104: Visualisatie.................................................................................................... 84 Figuur 8.105: Actieve alarmen ............................................................................................ 85

VIII


INLEIDING Ter voltooiing van de opleiding tot master in de elektromechanica wordt aan de laatstejaarsstudenten de mogelijkheid geboden om een eindwerk uit te werken. Voor ons eindwerk kwamen wij terecht bij het aardappelbedrijf Verhelst te Bikschote. De zaakvoerder, Geert Verhelst, had als voorstel de revisie van zijn automatische zakkenstapelaar. Dit leek een aanlokkelijk onderwerp voor onze thesis, want hiermee zagen we de mogelijkheid om onze reeds verworven kennis in de praktijk om te zetten en tevens te verrijken.

De zakkenstapelaar heeft als functie de zware taak van de werknemers aanzienlijk te verlichten en er tevens voor te zorgen dat deze personen andere taken in het bedrijf kunnen verrichten, zo denken we maar aan het klaarzetten van de bestellingen en dergelijke.

Voor de praktische uitwerking stelde het bedrijf ons een Koyo DirectLOGIC PLC met bijpassend touchscreen ter beschikking. Op deze manier maakten we kennis met een voor ons nieuw PLC-systeem, aangezien we tijdens onze studies reeds in contact gekomen waren met Siemens–PLC’s.

De hoofdvereiste van het bedrijf was dat de stapelaar functioneel diende te zijn vóór het komende aardappelseizoen oktober 2005. Daarom werd er van onze kant geopteerd om al tijdens de zomermaanden deze opdracht aan te vatten.

Gedurende de eerste weken werden alle machineonderdelen getest op werking. Indien defect, werden de onderdelen gerepareerd, zo nodig vervangen. Daarna werd de elektrische kast onder handen genomen om de nodige aanpassingen aan te brengen. Nadat dit gebeurd was konden we met het programmeren beginnen. Omstreeks half september was het programmeerwerk achter de rug en kon de stapelaar in het bestaande productieproces opgenomen worden.

Tijdens de eerste weken van de inbedrijfstelling werden nog enkele verbeteringen aangebracht. Een visualisatie van het geheel moest het opvolgen van het stapelproces nog aangenamer maken.

1


Op vraag van de zaakvoerder werd tevens een automatische afvoer van de gestapelde pallets gerealiseerd. In deze afvoer werd ook een wikkelaar geïntegreerd. Een laatste en niet onbelangrijk aspect van ons eindwerk was het uitvoeren van een veiligheidsstudie.

Zoals u verder zal opmerken is dit boek onderverdeeld in een achttal hoofdstukken. Het eerste hoofdstuk handelt over het bedrijf Verhelst. In het tweede hoofdstuk wordt ons eindwerk even van dichterbij bekeken. In het derde hoofdstuk worden de belangrijkste onderdelen van de installatie besproken. In het vierde hoofdstuk wordt de de PLC-configuratie besproken. Het vijfde hoofdstuk vertelt iets meer over het touchscreen. In het zesde hoofdstuk wordt de werking van de installatie besproken. In een zevende hoofdstuk behandelen we de veiligheid van ons eindwerk. In een achtste en tevens laatste hoofdstuk wordt de werking van de toegepaste software aangekaart.

In bijlage bevinden zich: het PLC-programma, de elektrische, hydraulische en pneumatische schema’s en een overzicht van het productieproces.

2


1 Voorstelling van het bedrijf 1.1 Historiek Het zat hem duidelijk in de genen… Al van kindsaf was het de droom van de zaakvoerder, Verhelst Geert, om ooit als zelfstandige een zaak op te richten. Als zoon van een vooruitstrevend en succesvol landbouwer leerde hij de knepen van de “aardappelcommerce” kennen. Omstreeks het jaar 1987 realiseerde hij zich dat er nood was aan en gelegenheid tot de uitbouw van een gespecialiseerde aardappelhandel in het verhandelen van aardappelen op de binnenlandse markt. Dit gaf de aanleiding tot het ontstaan van het bedrijf “Verhelst”in het landelijke Bikschote. Nadat het bedrijf de nodige bekendheid verwierf besliste men om over te gaan tot het bouwen van een loods met een opslagcapaciteit van 1000 ton, waarin men tevens een inschuur- en sorteerlijn kon onderbrengen. Het bedrijf groeide, met de nodige ups en downs, gestaag verder tot het moderne bedrijf dat het heden ten dage is.

1.2 Bedrijfsoverzicht 1.2.1

Losplaats

In deze afdeling worden de aangevoerde aardappelen, na een eerste controle, gelost, van aardekluiten ontdaan en afgevoerd naar de wasinstallatie of opgeslagen in de daarvoor voorziene bunkers. Aanvoer aardappelen

Lossen

Ingangscontrole

Ontdoen van aardekluiten

Figuur 1.1: Stortbak (links) en kluitenscheider (rechts) Opslag in bunker

Uit: naar wasplaats

Uit: naar sorteerplaats

Figuur 1.2: Overzicht loshal

3


1.2.2

Sorteerplaats

Bij de leestafels wordt alles manueel verwijderd wat er niet in thuis hoort, denken we maar aan misvormde of groene aardappelen, aardekluiten, oorlogsmunitie, ... Daarna worden de aardappelen automatisch gewogen en op grootte gekalibreerd. Ten slotte worden ze in bunkers opgeslagen. In: van Losplaats

Figuur 1.3: Leestafel

Wegen

Sorteren

Kalibreren

Opslag in bunker

Uit: naar verpakking/afvoer

Figuur 1.4: Overzicht sorteerplaats

1.2.3

Verpakking/Afvoer

Verpakken van de aardappelen in zakken van 25kg of afvoer in bulk afhankelijk van de wens van de klant. In: van sorteerplaats

Verpakken

Afvoer in bulk

Figuur 1.5: Propak verpakkingsmachine Stapelen

Figuur 1.6: Overzicht verpakking Uit: naar klant

4


1.2.4

Wasplaats

Wanneer de aardappelen de wasplaats binnenkomen worden deze met behulp van nevenstaande wasinstallatie gewassen. Nadien worden deze terug op de vrachtwagen geladen en naar de klant gebracht. In: van losplaats

wassen

Afvoer in bulk

Uit: naar klant

Figuur 1.7: Wasinstallatie

Figuur 1.8: Overzicht wasinstallatie

1.3 Milieu Aangezien er bij het wassen van aardappelen heel wat water aan te pas komt, wordt het bezoedelde water, afkomstig van de wasinstallatie, naar een bezinktank gebracht. Hierin zullen de in het water aanwezige fracties bezinken, waarna het gereinigde water terug in het wasproces kan worden opgenomen. Figuur 1.9: Bezinktank voor afvalwater

5


2 Omschrijving van het project 2.1 Inleiding Bij dit project is het de bedoeling om een bestaande zakkenstapelaar te reviseren. Deze stapelaar moet de zakken, die afkomstig zijn van de Propak verpakkingsmachine, volgens een vooraf bepaald vast patroon op pallets stapelen. Het is de bedoeling om de oude sturing te vervangen door een Koyo DirectLOGIC PLC en bovendien de bediening met behulp van een touchscreen te laten verlopen. Daarnaast dient de afvoer van de gestapelde pallets geautomatiseerd en een wikkelaar in deze afvoer geïntegreerd te worden. Op deze manier wordt het palletiseren minder arbeidsintensief en bekomen we een zekere tijdsbesparing.

2.2 Doelstellingen Het mechanisch gedeelte van de stapelaar dient zoveel mogelijk behouden te worden, hersteld waar nodig en indien nodig vernieuwd.

De elektrische kast aan een grondig nazicht onderwerpen, de overbodige componenten verwijderen en de nodige aanpassingen aanbrengen. Hierbij moeten ook de elektrische schema’s, met behulp van Eplan, opgesteld worden.

Het automatiseren van de zakkenstapelaar met behulp van een Koyo PLC.

De visualisatie en bediening dienen te gebeuren met behulp van een ‘Easy-view’ touchscreen.

Het automatiseren van de palletafvoer.

De integratie van een wikkelaar in de palletafvoer.

Er dient een risico-analyse uitgevoerd te worden.

Het uiteindelijke doel is het afleveren van een goed functionerende machine die voldoende stapelcapaciteit bezit en bovendien heel gebruiksvriendelijk is . 6


3 De mechanische opbouw 3.1 De aanvoer 3.1.1

Lege pallets De invoer van lege pallets voor de stapelaar wordt verwezenlijkt met behulp van een rollenbaan. De rollen van deze rollenbaan worden door middel van een driefasige motor aangedreven. De besturing wordt vanuit de PLC geregeld.

Figuur 3.1: Rollenbaan voor aanvoer lege pallets

3.1.2

Zakken Het afvullen van de zakken gebeurt volledig automatisch met een Propak verpakkingsmachine. Het is evident dat er communicatie dient te zijn tussen deze verpakkingsmachine en de stapelaar. Wanneer om de één of andere reden de stapelaar in de fout gaat, dan moet ook de Propak machine het afvullen van zakken stopzetten.

Figuur 3.2: Zakkenafvulinstallatie

3.2 De zakkenstapelaar 3.2.1

Inleiding

De zakkenstapelaar is een universele automatische manipulator die speciaal ontwikkeld werd voor de palletisering van zakken met verschillende vormen en afmetingen. De stapelaar bevat onder andere de nodige aanvoerbanden, een hobbelbaan, een manipulator, een bufferband, een formeereenheid en een palletlift. Om zich een goed beeld te kunnen vormen van de werking is het van belang om te weten wat het doel van elk onderdeel is. In deze paragraaf zullen we de belangrijkste onderdelen van de zakkenstapelaar eens onder de loep nemen.

7


3.2.2

Mechanische opbouw

3.2.2.1 De opvoerband Het doel van deze band is de zakken die afkomstig zijn van de Propak verpakkingsmachine te transporteren naar de stapelaar. Aangezien deze band onder een hoek opgesteld is, was het noodzakelijk een band met Vvormige meenemers te voorzien om het terugglijden van de zakken te voorkomen.

Figuur 3.3: De opvoerband

3.2.2.2

De hobbelbaan De zakken die het einde van de opvoerband bereikt hebben komen terecht op de hobbelbaan. Deze heeft als doel de zakken te egaliseren zodoende vlakke lagen te kunnen vormen. Wij willen er

Z

O

tevens de aandacht op vestigen dat, zoals op nevenstaande foto te zien, er een fotocel van het type zender(Z)ontvanger(O) geplaatst is met als doel de aankomende zakken te detecteren. Daarnaast heeft deze fotocel ook een controlefunctie namelijk wanneer een zak blijft steken aan het einde van de hobbelbaan, wordt er een foutmelding gegenereerd.

Figuur 3.4: Hobbelbaan

8


3.2.2.3 De manipulator Bij het verlaten van de hobbelbaan komen de aardappelzakken in de manipulator aan. Deze is in staat de zakken 90° te draaien om zo het gewenste stapelpatroon te bekomen. Zoals op onderstaande figuur te zien, zijn ook hier heel wat sensoren aanwezig:

A. Op de manipulatorband bevinden zich twee fotocellen van het type zender(Z)ontvanger(O) die gebruikt worden voor het detecteren van de voorbijkomende zakken. De fotocel dichtst bij de hobbelbaan heeft als doel het juiste moment voor het dichtklappen van de grijpers te bepalen. De andere dient om het geschikte moment voor het terugdraaien van de manipulator aan te geven. Beiden hebben echter ook een controlefunctie namelijk wanneer een zak blijft steken aan het begin, respectievelijk het einde van de manipulatorband wordt er een foutmelding gegenereerd.

B. De manipulator bezit de mogelijkheid om zowel naar links als naar rechts te rijden via een tandwiel-tandlat overbrenging (figuur 3.6). Deze optie biedt de mogelijkheid om zakken van 10 kg te stapelen (niet van toepassing op ons eindwerk). De positie links, midden of rechts wordt bepaald met de inductieve sensoren op de detailfiguur aangegeven.

C. Het detecteren van de toestand van de grijpers (open of dicht) gebeurt eveneens met inductieve sensoren.

B

A Z

O

C Figuur 3.5: De manipulator (zijaanzicht)

9


D. Kijkend naar het bovenaanzicht van de manipulator treffen we er drie inductieve sensoren aan, die de PLC info verschaffen omtrent de draaipositie van de manipulator (90° links, midden, 90° rechts).

D

Figuur 3.6: De manipulator (bovenaanzicht)

Het draaien van de manipulator wordt verwezenlijkt door een kettingoverbrenging. Hierbij bevindt de motor zich op de vaste constructie terwijl de ketting in een cirkelvorm bevestigd is op het te draaien element van de manipulator (figuur 3.7).

Figuur 3.7: Kettingoverbrenging

Voor het dichtklappen van de grijpers wordt gebruik gemaakt van een motorreductor gekoppeld aan een stangenmechanisme.

Figuur 3.8: Bediening grijpers

10


3.2.2.4 De bufferband Tussen de manipulator en de formeereenheid bevindt zich de bufferband. Zoals men uit de naam kan afleiden, wordt deze gebruikt om zakken te bufferen wanneer de formeereenheid de snelheid van de aankomende zakken

A

even niet kan volgen. Op het einde van de bufferband vinden we een fotocel

O

Z

van het type zender(Z)-ontvanger(O) terug. Deze heeft, net zoals bij de

Figuur 3.9: De Bufferband

hobbelbaan en manipulator, een

dubbele functie. Enerzijds wordt deze fotocel gebruikt voor het aansturen van de formeerband, anderzijds bezit deze fotocel een controlefunctie en zal zodoende een foutsignaal genereren als een zak aan het einde van de bufferband blijft steken. Uit de foto volgt dat de bufferband uit twee delen bestaat die elk apart kunnen aangestuurd worden. Dit is echter terug optioneel voor het geval men zakken van 10 kg wil stapelen. Boven elk van deze banden bevindt zich een reflexfotocel zonder reflector (diffuus type), op figuur 3.9 aangegeven met de letter A, die men bij deze optie moet gebruiken.

3.2.2.5 De formeereenheid Bij de formeereenheid zullen de uiteindelijke lagen gevormd worden. De zakken worden rij per rij met behulp van een hark op de dichtgeschoven schuiven gebracht. Eénmaal een volledige laag gevormd is, zullen de aandrukkers de zakken tegen elkaar aan drukken. Wanneer de pallet onder de schuiven aanwezig is, kunnen deze openschuiven en wordt de laag op de pallet neergelegd. Dit proces wordt herhaald tot het gewenste aantal lagen bereikt zijn.

11


Figuur 3.10: De hark (vooraanzicht)

Figuur 3.11: De hark (zijaanzicht)

In de bovenstaande figuren zien we zowel het vooraanzicht als het zijaanzicht van de hark. Net zoals bij de manipulator zijn ook hier een drietal inductieve sensoren terug te vinden. Deze sensoren zullen gebruikt worden voor het bepalen van de positie van de hark. De beweging van de hark wordt gerealiseerd met behulp van een tandwiel-tandlat overbrenging. Om bij het terugkomen van de hark naar zijn rustpositie de reeds aangevoerde zakken op de formeerband niet weg te duwen, beschikken we over de mogelijkheid om de hark met behulp van een pneumatische cilinder op te tillen. Op onderstaande foto vinden we de opbouw van een aandrukker terug, ook hier zien we drie inductieve sensoren die de positie van de aandrukker vastleggen. De beweging gebeurt terug via een tandwiel-tandlat overbrenging.

Figuur 3.12: Een aandrukker (vooraanzicht)

12


Een niet onbelangrijk onderdeel van de formeereenheid zijn de schuiven waarop de lagen gevormd worden. De toestand van de schuiven, open of dicht, wordt bepaald door middel van twee inductieve sensoren. We merken tevens nog een reflexfotocel met reflector op onder de schuiven, deze wordt gebruikt bij het positioneren van de pallets onder de schuiven. Het bewegen van de twee schuiven gebeurt via een motor met een kettingoverbrenging.

Figuur 3.13: De schuiven

3.2.2.6 De palletlift De palletlift zal de lege pallet tot tegen de schuiven brengen en daarna laag per laag een neergaande beweging maken tot het gewenste aantal lagen bereikt is.

A B

Figuur 3.14: De palletlift

Vestigen we onze aandacht op bovenstaande figuur, dan constateren we dat ook hier een aantal sensoren werden geplaatst: A. Deze reflexfotocel met reflector heeft als functie het detecteren van een al of niet aanwezige pallet op de palletlift.

13


B. Aan de zijkant van de palletlift treffen we drie inductieve sensoren aan. Van boven naar onder:

- detectie palletlift boven - detectie palletlift beneden - detectie palletlift bijna beneden

De bovenste twee detecties zullen de uiterste posities van de palletlift aangeven. Op deze wijze kan men het op- of afvoeren van een pallet, vooraleer de palletlift beneden staat, voorkomen. De onderste detectie (palletlift bijna beneden) kan bijvoorbeeld gebruikt worden om over te gaan van hoge naar lage snelheid tijdens het dalen.

De open neergaande beweging van de lift wordt gerealiseerd met behulp van twee hydraulische cilinders. Het spreekt voor zich dat er hiervoor een hydraulische groep noodzakelijk is. Deze groep is opgebouwd uit een pomp met bijhorende elektrische motor en een oliereservoir. De olie wordt via ventielen naar de cilinders gestuurd. De besturing van deze ventielen wordt geregeld vanuit de PLC. Figuur 3.15: De hydraulische pomp

Onderaan de lift bevindt zich een pneumatische cilinder. Deze wordt gebruikt voor het vastklemmen van de pallet op de palletlift om het ongewenst verschuiven tijdens het stapelen te beletten. We zien er ook de driefasige motor die via een kettingoverbrenging zorgt voor het mechanisch aandrijven van de rollen. Figuur 3.16: De hark (zijaanzicht)

Figuur 3.17: De palletlift (palletklem open)

Figuur 3.18: De palletlift (palletklem dicht)

14


3.2.3

De elektrische kast

De elektrische kast is het hart van de palletiseermachine. Deze zorgt namelijk voor de aandrijving van de verschillende componenten. We vinden er onder andere: de hoofdschakelaar, de automaten, de transfo, de PLC, de frequentieregelaars en de contactoren met hun thermieken.

Figuur 3.19: De elektrische kast

Voor de aansluitschema’s verwijzen we naar de Eplan-schema’s die zich in de bijlagen bevinden.

Figuur 3.20: Oude bediening

Figuur 3.21: Nieuwe bediening

In de bovenstaande figuren vinden we zowel de oude als de nieuwe bediening terug. Terwijl vroeger de instellingen dienden te gebeuren met behulp van draaischakelaars, kan dit nu eenvoudig met een touchscreen. Dit touchscreen werd, samen met de nodige drukknoppen, in een nieuwe behuizing op een vlot bereikbare plaats gemonteerd.

15


3.3 De wikkelaar 3.3.1

Inleiding

De semi-automatische armwikkelaars zijn speciaal ontwikkeld voor het snel en veilig omwikkelen van pallets met lichte en/of instabiele producten. Bij deze machines staat de pallet stil en draait de arm met de folie om de pallet heen. De folie-unit, met of zonder voorreksysteem, gaat omhoog en omlaag langs de wikkelarm en voorziet de pallet van een zekere bescherming en stabiliteit. De enige handeling van de operator is het bevestigen van de folie aan de pallet en

Figuur 3.22: De wikkelaar

het lossnijden van de folie op het einde. Een groot voordeel ten opzichte van andere wikkelaars is dat de pallet hier niet meer op een draaiplateau hoeft te worden geplaatst. 3.3.2

Mechanische opbouw

C B

D

A Figuur 3.23: De wikkelaar (onderaanzicht)

Om een goede en zelfstandige werking van de wikkelaar mogelijk te maken, werden een aantal sensoren voorzien: A. Een inductieve sensor als eindeloop belet dat de folie-unit te laag zou komen. B. Deze reflexfotocel zonder reflector (diffuus type), verzorgt de automatische hoogtedetectie. In wikkelbedrijf wordt, bij het bereiken van de bovenzijde van de palletlading, door deze fotocel een signaal gegeven, waardoor de motor zijn draaizin wijzigt.

16


C. Een mechanische eindeloopschakelaar belet dat de folie-unit te hoog zou komen. D. Deze mechanische schakelaar wordt gebruikt om te voorkomen dat de wikkelarm de te wikkelen palletlading raakt. E. Om de wikkelaar telkens op dezelfde positie te laten starten/stoppen wordt dit punt vastgelegd door een mechanische schakelaar, die zich bij de rotatie-as van de wikkelarm bevindt.

E

Figuur 3.24: De wikkelaar (bovenaanzicht)

Zowel de open neergaande als de roterende beweging wordt gerealiseerd met behulp van een kettingoverbrenging. 3.3.3

Elektrische kast

Figuur 3.25: De elektrische kast (buitenkant)

Figuur 3.26: De elektrische kast (binnenkant)

Omdat het bedrijf wenste dat de wikkelaar zowel in stand-alone als in automatische mode zou functioneren verkozen we om de bestaande elektrische kast van de wikkelaar te behouden. Het is echter vanzelfsprekend dat er gegevens uitgewisseld moeten worden tussen de PLC, die zich in de hoofdkast van de stapelaar bevindt, en de wikkelaar om de automatische mode mogelijk te maken. In automatische mode zal het wikkelen, bij het aanleveren van een gestapelde pallet, automatisch aanvangen. Op deze manier wordt de taak van de operator herleidt tot het afsnijden van de folie bij het beëindigen van de wikkelcyclus. 17


3.4 De wagon als pallettransporteur 3.4.1

Inleiding

Probleemstelling: Wanneer de pallets gestapeld zijn dienen deze met een folie gewikkeld te worden. Hiervoor heeft het bedrijf een semi-automatische wikkelaar ter beschikking. De gewikkelde pallets moeten nadien naar het magazijn worden afgevoerd. Aangezien het transport tussen de diverse units een tijdrovende bezigheid is, werd er vanuit het bedrijf geopteerd om dit geheel te automatiseren.

Figuur 3.27: Principeschets probleemstelling

Oplossing: De meest toegepaste transportsystemen zijn rollen- en kettingbanen of een combinatie van beiden. De rollenbanen kunnen naargelang de toepassing al dan niet worden aangedreven. Bij aangedreven rollenbanen zijn alle rollen voorzien van een kettingwiel die via een centrale ketting met een motorreductor verbonden zijn. Bij niet-aangedreven rollenbanen wordt de pallet door duwkracht van de nakomende pallet voortbewogen of door de zwaartekracht wanneer de rollenbaan onder een hoek opgesteld staat. Bij kettingbanen staat de pallet op de ketting zelf. Deze ketting wordt ondersteund door een speciaal geleideprofiel en terug door een motorreductor aangedreven.

De haakse overzetter Bij deze potentiële oplossing krijgen we een combinatie van een rollen- en kettingbaan. De haakse overzetter zou uitstekend geschikt zijn voor het transporteren van de pallets naar de gewenste locaties. De mechanische opbouw is echter complex wat zich laat voelen in de prijs. Figuur 3.28: De haakse overzetter

18


De draaitafel met kettingoverdracht Op nevenstaande figuur wordt een draaitafel weergegeven, hiermee wordt de pallet 90° gedraaid ten opzichte van haar oorspronkelijke toestand. Deze heeft echter een nog complexere mechanische opbouw, wat een negatief effect op het prijskaartje tot gevolg heeft.

Figuur 3.29: De draaitafel met kettingoverdracht

De draaitafel met rollenoverdracht Dit mechanisme vertoont veel gelijkenis met de voorgaande oplossing. Het enige verschil is dat de overdracht hier gebeurt met behulp van rollen in plaats van met kettingen.

Figuur 3.30: De draaitafel met rollenoverdracht

De wagon Een volledig andere constructie ziet men in nevenstaande afbeelding. Hierbij wordt de pallet op de wagon gebracht door de aangedreven rollen, waarna de wagon zichzelf naar de vooraf bepaalde locaties begeeft. Deze oplossing is minder geschikt voor Figuur 3.31: De wagon

continue palletstromen maar biedt een goedkope en elegante uitkomst voor ons probleem.

19


3.4.2

Mechanische opbouw

A

B Figuur 3.32: De wagon (voorzijde)

Figuur 3.33: De wagon (achterzijde)

Zoals uit bovenstaande afbeeldingen blijkt, bezit de wagon drie reflexfotocellen met reflector: A. Deze fotocel zal de eventueel aanwezige pallet detecteren. B. Voor het bepalen van de positie van de wagon (wikkelaar, stapelaar of palletbuffer) zijn eveneens twee fotocellen aanwezig. De wagon beschikt over twee driefasige motoren. Enerzijds een motor met reductor, gestuurd via een frequentieregelaar, voor het aandrijven van de wielen over de rails. Anderzijds een motor met reductor voor het aandrijven van de rollen.

Figuur 3.34: eindeloop vooraan

Figuur 3.35: eindeloop achteraan

Om te beletten dat de wagon van de rails zou afrijden, bij defect of storing van een fotocel, werd op beide uiteinden een mechanische eindeloopschakelaar aangebracht.

20


3.4.3

Elektrische kast

Aangezien de wagon tweedehands werd aangekocht en er geen elektrische kast meegeleverd werd, was het noodzakelijk om deze zelf te ontwerpen. Na het opstellen van de schema’s werd deze kast opgebouwd met recuperatiemateriaal die op het bedrijf aanwezig was. Voor de aansluitschema’s verwijzen we naar de Eplanschema’s die zich in de bijlagen bevinden.

Figuur 3.36: De elektrische kast

21


4 De PLC Voor de besturing van de stapelaar werd ons een Koyo DirectLOGIC DL205 PLC ter beschikking gesteld. De DL205 productfamilie voorziet ons van een wijd gamma PLC’s in een extreem compacte uitvoering. De CPU’s zijn klein maar leveren

Figuur 4.1: DL205 PLC

ons veel mogelijkheden die normaal gezien enkel terug te vinden zijn in de grote, duurdere systemen. In wat volgt zullen we enkele van de belangrijkste componenten bespreken. Basisrek Het basisrek dient voor de opname en koppeling van de CPU, ingangs-, uitgangs- en speciale functiemodules. De adressering van de modules geschiedt automatisch, maar kan, indien gewenst, handmatig worden aangepast. Er zijn vier basisrekken beschikbaar met respectievelijk 3, 4, 6 en 9 plaatsen. Alle basisrekken beschikken bovendien over een ingebouwde voeding. CPU’s Er zijn vier CPU’s verkrijgbaar in dit productgamma namelijk de DL230, DL240, DL2501 en DL260. Alle CPU’s hebben ingebouwde communicatiepoorten, een grote geheugenruimte, een groot gamma aan instructies en geavanceerde diagnosemogelijkheden. De DL260 beschikt over ASCII IN/OUT en MODBus communicatie, trigoniometrische instructies, 16 PID-loops en kan uitgebreid worden met 4 basisrekken. I/O modules De DL205 productfamilie bevat enkele van de meest krachtige modules in de industrie. Een compleet gamma van discrete modules, welke 24VDC, 110/230VAC en tot 10A relaisuitgangen ondersteunen, zijn verkrijgbaar. De analoge modules zijn voorzien van een resolutie van 12 en 16 bit. Verschillende communicatie- en speciale modules zijn eveneens beschikbaar. De DL260 kan 1280 I/O’s ondersteunen bij het gebruik van vier uitbreidingsrekken.

22


Onze PLC-configuratie: Basisrek: D2-09B-1 CPU: DL 260 I/O: Ingangen: 4x D2-16ND3-2 Uitgangen: 4x D2-12TR

De DL205 CPU’s kunnen geprogrammeerd worden met een geavanceerd programmeerpakket namelijk ‘DirectSOFT32’. DirectSOFT32 is een op Windows gebaseerd softwarepakket dat reeds vele instructies ondersteunt die uit Windows gekend zijn, denken we maar aan ‘Copy’ en ‘Paste’. Het is bovendien een universele programmeersoftware, dit betekent dat deze software voor alle DirectLOGIC CPU’s kan worden gebruikt, gaande van de DL05 tot de DL405. Voor meer gedetailleerde informatie voor het programmeren met deze software wordt verwezen naar hoofdstuk 8.

23


5 Het Touchscreen Voor het bedienen van de stapelaar wordt gebruik gemaakt van een EasyView500 Touchscreen. Binnen de EasyView500 serie zijn zes verschillende modellen verkrijgbaar namelijk de MT506S, de MT506L, de MT508S, de MT509L, de MT510T en de MT510S. Een belangrijk voordeel van deze serie is dat ze eenvoudig kunnen communiceren met de meest courante PLC merken, onder andere: Siemens,Omron, Mitsubishi, Hitachi, Koyo, …

Figuur 5.1: Easyview 500

Voor ons project werd ons een MT509L touchscreen ter beschikking gesteld. Dit 9,4 inch scherm heeft een resolutie van 640x480 en kan tot vier verschillende grijswaarden weergeven. Het touch-screen wordt gevoed met 24VDC. De connectie tussen de PLC en het touchscreen gebeurt d.m.v. de RS-232 poort die te vinden is op de achterzijde van het touchscreen.

Figuur 5.2: Aansluiting touchscreen

De EasyView500 Touchscreens worden geprogrammeerd met EasyBuilder500. Deze programmeersoftware bevat heel wat attributen die de programmeur in staat stellen om op een gebruiksvriendelijke manier de gewenste vensters op te bouwen. Meer gedetailleerde informatie voor de opbouw en de werking van het touchscreen vindt men in hoofdstuk 8.

24


6 Werking van de zakkenstapelaar 6.1 Opstarten van de zakkenstapelaar Vooraleer de zakkenstapelaar in werking kan treden dient men de elektrische kast van spanning te voorzien, dit kan eenvoudig door de hoofdschakelaar in stand 1 te plaatsen.

6.2 Handmatige werking Dit gedeelte van de werking is vooral bedoeld voor de onderhoudstechniekers. Wanneer door de één of andere reden een probleem zou optreden met de bewegingen van de motoren of de diverse onderdelen van de machine kunnen deze via handmatige bediening heel gemakkelijk op hun werking getest worden. Na het indrukken van de groene startknop is het namelijk mogelijk om alle motoren en ventielen afzonderlijk te bekrachtigen via het touchscreen.

6.3 Automatische werking Dit deel van de werking is ontworpen met als doel de aangevoerde zakken automatisch te stapelen. Er kan slechts gestart worden als aan bepaalde voorwaarden voldaan is, die we samenvatten onder de noemer ‘startvoorwaarden’. Deze startvoorwaarden bevatten onder andere de noodstop, de thermieken, het drukcontact, de spanningscontrole en een contact van de frequentieomvormers. Om de automatische werking te starten dient men op de groene startknop naast het touchscreen te drukken, waardoor onder andere de uitgangskaarten van spanning voorzien worden. Vervolgens kiest men voor de knop “auto mode” op het touchscreen. Hierdoor zal de PROPAK-verpakkingsmachine ingeschakeld worden en kan het stapelen aanvangen. Wenst men de gestapelde pallets automatisch af te voeren en/of te omwikkelen, dan moeten ook de knoppen die hiervoor voorzien zijn aangetoetst worden. Wanneer nu één van de startvoorwaarden wegvalt, dan zal de machine onmiddellijk tot stilstand komen. Er kan pas terug gestart worden na het herindrukken van de startdrukknop en het activeren van de knop “auto mode” op het touchscreen. Wordt echter de noodstop bediend, dan moet men na het ontgrendelen van de noodstopknop op de hersteldrukknop drukken, waarna men het stapelen kan verder zetten door op de startdrukknop en de knop “auto mode” te drukken. In de volgende bladzijden wordt een overzicht van het stapelproces weergegeven. 25


Overzicht stapelproces

Invoer lege pallet op palletlift

Aanvoer zakken & egaliseren op hobbelbaan

Zakken 90° draaien voor het bekomen van een vooraf bepaald stapelpatroon

Vormen van rijen zakken op de formeerband en deze met de hark overbrengen naar de schuiven

Aandrukken van een gevormde laag, gevolgd door het openen van de schuiven waardoor de zakken op de pallet neergelegd worden.

Aandrukken van de laatst neergelegde laag tegen de onderkant van de schuiven om een stabiele palletlading te verkrijgen 26


Snel dalen van de volgestapelde pallet

De volle pallet afzetten op de wagon

De pallet transporteren naar de wikkelaar

Wikkelen van de pallet

Afvoeren van gewikkelde pallet naar het buffer

Eénmaal geleverd, rijdt de wagon terug naar de stapelaar.

27


7 Veiligheid 7.1 Risicobeoordeling Bij iedere nieuwe 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 een machine gelden. Bij een ontwerp en de constructie van de machine moet hij vervolgens rekening houden met deze analyse. 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. Een risicoanalyse is echter 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 wat groter dan de andere en daarom worden de risico’s ingedeeld in een aantal categorieën, de zogenaamde risicocategorieën.

Risicograad

Beveiligingscategorie B

I

1

II III III

2 3

IV IV

4

V Figuur 7.1: Overzichtstabel risicograden

28


Een risicobeoordeling bestaat uit de volgende stappen : Gevarenidentificatie: Het identificeren van alle en onder alle omstandigheden bij de machine behorende gevaren volgens de voorgeschreven methodes. Een hulpmiddel bij het bepalen van de gevaren die een machine oplevert is de norm EN 414. Deze norm bevat een opsomming van alle mogelijke gevaren. De risico’s die aan deze gevaren verbonden zijn dienen door middel van constructietechnische, besturingstechnische en organisatorische maatregelen te worden teruggebracht tot een toelaatbaar risiconiveau.

Risico-inschatting: Het kwantificeren van de risico’s. Om een objectieve beslissing te kunnen nemen betreffende de risico’s die men wil behandelen is het noodzakelijk een bepaalde waarde aan deze risico’s te geven. Dit wordt uitgebreid beschreven in de norm EN 1050. Deze norm definieert risicobepaling als zijnde een proces om ontwerpers en veiligheidsingenieurs te helpen om de meest geschikte maatregelen te definiëren zodat het hoogst mogelijke niveau van veiligheid kan bereikt worden, volgens de allernieuwste technieken en de daarmee verband houdende beperkingen. De grootte van een risico wordt bepaald door 2 factoren: -

De waarschijnlijkheid dat letsels veroorzaakt worden

-

Ernst van mogelijke letsels

Maatregelen: Het nemen van maatregelen om onaanvaardbare risico’s tot een aanvaardbaar niveau te verlagen.

Risico-evaluatie: Hier moet men een uitspraak doen of een geconstateerd risico aanvaardbaar is en welke risico’s er moeten geëlimineerd, of minstens gereduceerd, worden. Bovendien moet de gebruiker op de hoogte gebracht worden van het latent gevaar (EN 954-1) .

29


7.2 Toegepast op de stapelaar 7.2.1 Geval 1

Identificeren van de gevaren (EN 414) : gevaar voor draaiende kettingwielen en tandwielen

Figuur 7.2: Gevaren mogelijk bij geval 1

Geval 2

: gevaar bij open neerbewegen van de lift, het heen en weer rijden van de

wagon en het ronddraaien van de wikkelarm,….

Figuur 7.3: Gevaren mogelijk bij geval 2

30


7.2.2

Beoordelen van risico met de risicograaf (EN 1050)

Figuur 7.4: Risicograaf EN 1050

Geval 1 : De ernst van het mogelijke gevaar : E Ledematen kunnen gegrepen worden door draaiende kettingen tandwielen. Dit kan een ernstige onomkeerbare verwonding veroorzaken aan personen in de omgeving van de machine. E2

De waarschijnlijkheid op de aanwezigheid van personen : Wp De kans dat een persoon zich in de buurt van de kettingen tandwielen bevindt is vrij reëel, we hebben dus te maken met een hoge waarschijnlijkheidsgraad. Wp2

De mogelijkheid tot afwenden van het gevaar : A Wanneer men éénmaal gegrepen wordt door de draaiende delen is het wegens de hoge snelheid onmogelijk om het gevaar nog af te wenden.A2

De waarschijnlijkheid op een incident : Wi Aangezien de stapelaar geregeld in bedrijf is, dient deze regelmatig onderhevig te zijn aan een onderhoud en dergelijke. Met reeds gekende ongevallen bij gelijkaardige installaties in het achterhoofd, kunnen we tot het besluit komen dat de waarschijnlijkheid op een incident reëel is.Wi3

BESLUIT : E2 + Wp2 + A2 + Wi3 = risicograad V = Beveiligingscategorie 4

31


Geval 2 : De ernst van het mogelijke gevaar : E Indien een persoon onder de palletlift verzeild raakt, in botsing komt met de machine of hem/haar andere soortgelijke ongevallen overkomt, dan zouden de gevolgen zonder twijfel zwaar zijn en bij sommige zelfs tot de dood leiden.E2

De waarschijnlijkheid op de aanwezigheid van personen : Wp In de stand automatisch moet na het wikkelen de folie afgesneden worden . De waarschijnlijkheid op aanwezigheid van personen in de stapelzone van de stapelaar is dus hoog. Wp2

De mogelijkheid tot afwenden van het gevaar : A Aangezien de machine zich met een grote snelheid en kracht voortbeweegt is afwending van het gevaar hier volkomen uitgesloten.A2

De waarschijnlijkheid op een incident : Wi Aangezien de in de stapelaar aanwezige intelligente techniek voor de bedienaar onvoorspelbare bewegingen maakt en wij plichtbewust moeten zorgen voor de veiligheid van de anderen, die ons onbekend zijn, gaan we ervan uit dat de waarschijnlijkheid op een incident hier heel reëel is.Wi3

BESLUIT : E2 + Wp2 + A2 + Wi3 = risicograad V = Beveiligingscategorie 4

32


7.2.3

Het risico elimineren of tenminste reduceren

Geval 1 : In dit geval dienen de bestaande risico’s te worden verminderd door middel van constructieve maatregelen, zoals het plaatsen van een afscherming of een omhulsel voor gevaarlijk bewegende delen. Via mechanische afscherming is het mogelijk om het latente gevaar die draaiende kettingen tandwielen bezitten te reduceren voor personen in de directe omgeving.

Figuur 7.5: Elimineren risico bij geval 1

Geval 2 : Omdat het nog steeds gaat om personen die zich in de buurt van de machine bevinden en deze dienen beveiligd te worden tegen de bruuske bewegingen van de machine zullen we genoodzaakt zijn om de stapelaar door een veiligheidskooi te omsluiten.

Figuur 7.6: Elimineren risico bij geval 2

33


Het is echter belangrijk om tijdens het stapelen de flexibiliteit te garanderen van zowel de in- en uitname van pallets, als het afsnijden van de folie. Het is bijgevolg onverstandig de stapelaar volledig door een veiligheidshek te omsluiten. Daarom gaan we de veiligheidskooi voorzien van een veiligheidsdeur en lichtschermen om zo dit obstakel te omzeilen. Op onderstaande tekening zien we een principeschets van een mogelijke oplossingsroute. We constateren dus lichtschermen voor de in- en uitvoer van pallets om zodoende de doorgang voor personen te belemmeren. Als beveiliging bij de wikkelaar kiezen we een schuifdeur met een deurcontact en een lichtscherm. Het deurcontact moet bij het openen, het wikkelen onmiddellijk beëindigen. Indien de machine gestopt is kan men, na het terug sluiten van de deur, het wikkelen verderzetten door eerst op de hersteldrukknop te drukken en vervolgens op de startknop. Het lichtscherm zal moeten belemmeren dat personen zich via deze weg naar de stapelaar voortbewegen.

Figuur 7.7: Deurcontact

Figuur 7.8: Voorstelling van veiligheidsmaatregelen (bovenaanzicht)

34


7.2.4

De overblijvende risico’s beoordelen (EN 954-1)

Aangezien we beveiligingscategorie 4 moeten toepassen en dit de hoogste graad van beveiliging betekent, zijn de overblijvende risico’s m.b.v. de veiligheidskooi serieus gereduceerd. Toch blijft het steeds uitkijken voor mogelijke risico’s en gevaren. Ook wanneer de technicus de stapelaar het nodige onderhoud moet geven dient aandacht aan veiligheid te worden gegeven door bvb. een waarschuwingslamp te laten oplichten wanneer iemand in de gevarenzone zit. We kunnen ook nog de nodige voorzieningen nemen om de bediener te verwittigen van de mogelijke gevaren, door het aanbrengen van bvb. gevaarsymbolen of door signalisatie.

7.3 Minimumvoorschriften arbeidsmiddelen Normale stopzetting : De machine is voorzien van een bedieningssysteem waarmee het op een veilige manier de stapelprocedure stopzet. Deze stopfunctie heeft voorrang op de start en de bediening ervan is geplaatst binnen het handbereik van de operator.

Noodstop: De drukknopschakelaar die de noodstopfunctie realiseert heeft een rode paddestoelvorm op een gele achtergrond. Elk noodstopbevel heeft een volledige en directe vergrendeling van de machine tot gevolg. Het terug ontgrendelen van de machine is enkel mogelijk door een manuele actie op het bedieningsorgaan zelf nl. een draaibeweging van de noodstopdrukknop, dit heeft net zoals de norm voorschrijft, geen startbevel tot gevolg. Voor het hervatten van het stapelproces moet eerst op de hersteldrukknop gedrukt worden en vervolgens terug op de startdrukknop. De stapelaar werkt dan programmagewijs de (deels gestapelde) pallet af.

35


7.4 Veiligheid met betrekking tot het programma Perslucht : Wanneer geen perslucht aanwezig is, is het onmogelijk om de stapelaar te laten opstarten. Mocht het gebeuren dat de perslucht wegvalt tijdens de stapelprocedure dan stopt de machine ogenblikkelijk. Signalisatie voor de afwezigheid van perslucht werd op het touchscreen voorzien.

Motoren : Om de machine en zijn omgeving bij een plotse spanningsuitval te beschermen, zijn de remmen op de motoren zo gebouwd dat deze in rusttoestand gesloten zijn. Er moet dus spanning toegevoerd worden om ze te ontkoppelen wat voor een veilige situatie zorgt.

De motoren werden ook allemaal voorzien van een thermiek wat hen moet beschermen tegen overbelasting. Wanneer één motor overbelast wordt, werd ook hier de veiligheid ingebouwd dat de stapelaar enerzijds niet kan opstarten of anderzijds tijdens het stapelen onmiddellijk de stapelprocedure onderbreekt. De thermieken werden van signalisatie voorzien op het touchscreen.

Ook worden alle bewegingen van de motoren gecontroleerd via een time-out functie in het programma. Concreet: wanneer bijvoorbeeld de hark van positie A naar positie B beweegt en dit in normaal bedrijf 10 seconden duurt, zal het programma de machine op een veilige wijze tot stilstand brengen mocht de hark het eindpunt na deze tijdspanne nog niet bereikt hebben. Dit resulteert tevens in een passende foutmelding op het touchscreen.

Spanning : Wanneer er om de één of de andere reden geen spanning is of deze zou uitvallen, dan is het (verder) stapelen volledig uit den boze. Wanneer de spanning terug opkomt dan moet de gebruikelijke procedure gevolgd worden om het stapelen verder te zetten.

36


8 Werking van de toegepaste software 8.1 Werking PLC Vooraleer met het echte programmeerwerk te starten is het noodzakelijk eerst wat dieper in te gaan op de werking van de PLC. Zoals reeds aangehaald zijn er verschillende basisrekken te verkrijgen. Het ‘slot’ dichtst bij de voeding gelegen is steeds voorbehouden voor de CPU. De andere ‘sloten’ worden genummerd zoals aangegeven in nevenstaande figuur. Als we de CPU van dichterbij bekijken merken we dat, net zoals bij vele andere merken, een schakelaar terug

Status indicator

te vinden is waarmee de CPU-mode kan aangepast Mode switch

worden. Tijdens de ‘TERM’-mode kunnen wijzigingen aangebracht worden in het programma, terwijl tijdens de ‘RUN’ en ‘STOP’-mode het programma enkel ‘bekeken’

Poort 1 Poort 2 Batterij slot

kan worden. Figuur 8.1: DL260 CPU

Er zijn twee manieren om de CPU-mode aan te passen: Hardwarematig: gebruik de schakelaar om de gewenste mode te selecteren. Softwarematig: plaats de schakelaar in de ‘TERM’-mode en pas de CPU-mode softwarematig aan.

Naast deze schakelaar zijn echter ook nog de twee communicatiepoorten, het batterijslot en de statusindicatoren aanwezig op de CPU. Intern vinden we onder andere een logische rekeneenheid en een 32 bits accumulator terug. Aangezien iedere PLC-fabrikant zijn eigen afspraken heeft in verband met het gebruik van cijfers in zijn PLC’s, kan het nuttig zijn om hier even bij stil te staan.

37


Een eerste vraag die we ons nu kunnen stellen is : ‘Waarom moeten we omgaan met cijfers in zoveel verschillende gedaanten?’ Cijfers hebben een bepaalde betekenis en sommige gedaanten zijn beter geschikt voor bepaalde doelen dan andere. Zoals iedere computer, zal een PLC zijn gegevens opslaan en manipuleren in binaire vorm. Het is echter belangrijk om te weten hoe een systeem zijn I/O’s, datawoorden en dergelijke identificeert. Bij de meeste PLC’s, waaronder de Koyo DirectLOGIC PLC’s, worden de I/O’s, timers, counters, … gegroepeerd per 8. Alle gegevens (I/O’s, merkers, datawoorden, geheugenlocaties,…) worden genummerd volgens het octaal talstelsel. Een voorbeeld hiervan zien we in nevenstaande figuur waar een aantal ingangskaarten weergegeven worden. Figuur 8.2: Nummering I/Okaarten

Hierna volgt een overzicht van de meest voorkomende datatype’s:

Ingangen: Een discrete ingang wordt weergegeven met behulp van een X data type. Er zijn 1024 discrete ingangen beschikbaar bij de DL260 CPU. Figuur 8.3: De ingang

Uitgangen: Een discrete uitgang wordt weergegeven door middel van een Y data type. Bij de DL260 CPU zijn er 1024 discrete uitgangen beschikbaar. Figuur 8.4: De uitgang

Merkers: Merkers zijn discrete bits die bijvoorbeeld gebruikt worden om de tussenresultaten van complexe binaire functies, of gegevens die meerdere malen moeten gebruikt worden, te bewaren. Ze kunnen niet fysisch vastgemaakt worden aan een drukknop of contactor aangezien ze zich intern in de CPU bevinden. De merkers zullen aangeduid worden met het C data type.

Figuur 8.5: De merker

38


Datawoorden: Datawoorden, ook wel variabel geheugen genoemd, worden gebruikt voor het bewaren van data uit het programma. Deze datawoorden worden weergegeven door het V data type. De adressen worden in het octaal talstelsel uitgedrukt: V2073 is toegestaan, V1983 niet (‘8’ en ‘9’ komen niet voor in het octaal talstelsel). Elk datawoord is opgebouwd uit 16 bit: vb:

Figuur 8.6: Het datawoord

Timers en timer status bits: Hoeveel timers je ter beschikking hebt, is afhankelijk van het type CPU. Voor onze toepassing wordt een DL260 CPU gebruikt, deze bevat 256 timers. Bij iedere timer beschik je over een timer status bit die de relatie weergeeft tussen de ogenblikkelijke tijdwaarde en de ingestelde tijdwaarde. De timer status bit wordt hoog als

Figuur 8.7: De timer

de ogenblikkelijke tijdwaarde gelijk is aan of groter is dan de ingestelde tijdwaarde. Op het ogenblik dat in ons voorbeeld ingang X0 hoog wordt, start timer T1. Wanneer de timer de ingestelde tijdwaarde bereikt, na drie seconden (K30), zal de timer status bit T1 op logische één komen en zal de uitgang Y12 bekrachtigd worden. De timer/timer status bit wordt weergegeven door het T data type.

Timer current value: Om de flexibiliteit van het programmeren te verhogen, worden sommige gegevens automatisch opgeslagen in een datawoord. Dit gebeurt onder andere met de ogenblikkelijke tijdwaarde van een timer: datawoord V0 zal de ogenblikkelijke tijdwaarde van timer 0 bijhouden, datawoord V1 de ogenblikkelijke tijdwaarde van timer1,…

Figuur 8.8: De ogenblikkelijke tijdwaarde

39


Counters en counter status bits: Net zoals het aantal timers, is ook het aantal counters afhankelijk van de CPU die je ter beschikking hebt. Bij een DL260 kunnen maximaal 256 counters gebruikt worden. De counter status bit geeft de relatie weer tussen de ogenblikkelijke waarde en de ingestelde waarde,

Figuur 8.9: De counter

hij wordt hoog wanneer de ogenblikkelijke waarde gelijk is aan of groter is dan de ingestelde waarde. In ons voorbeeld verhoogt de counter telkens er aan ingang X0 een positieve flank optreedt. Wanneer de ogenblikkelijke waarde van de counter de waarde tien bereikt, zal de counter status bit CT3 op één komen en wordt uitgang Y12 bekrachtigd. Bij het bedienen van ingang X1 wordt de counter gereset. Counters/counter status bits worden weergegeven door het CT data type. Counter current value: De ogenblikkelijke waarde van een counter wordt automatisch opgeslagen in een datawoord: datawoord V1000 zal de ogenblikkelijke waarde van counter CT0 bijhouden, datawoord V1001 de ogenblikkelijke waarde van counter CT1,… Figuur 8.10: De ogenblikkelijke counterwaarde

Special relays: ‘Special relays’ zijn discrete geheugenlocaties met een voorgedefinieerde functionaliteit. Er zijn verschillende type’s ‘special relays’, zoals de CPU status relays, de accumulator status relays, de startup relays,… Special relays worden weergegeven door het SP data type. Vb: SP 1 altijd 1 SP 2 altijd 0 Om bij een spanningsuitval te beletten dat alle gegevens verloren gaan, beschikken de DL205 CPU’s over een zeker ‘remanent geheugen’. Zoals blijkt uit onderstaande tabel kunnen, afhankelijk van het type CPU, andere grenzen voor dit geheugen ingesteld worden.

40


Figuur 8.11: Overzicht remanent geheugen

Het instellen kan zeer eenvoudig vanuit de software gebeuren:

Figuur 8.12: Instellen remanent geheugen

41


8.2 De programmeersoftware DirectSOFT32 8.2.1

Een eerste kennismaking met DirectSOFT32

Nadat men DirectSOFT32 op de computer heeft geïnstalleerd, komt men via het dubbelklikken op het icoon van DSLaunch4

in het ‘Launch window’ terecht:

Figuur 8.13: Het ‘Launch window’

Op dit venster zijn een aantal velden terug te vinden: Applications: dit zijn alle toepassingen die tot op heden geïnstalleerd zijn in DirectSOFT32. Door het dubbelklikken op ‘DirectSOFT32 Programming 4’ kan men een nieuw programma aanmaken. Utilities: hier zijn een aantal ‘utilities’ terug te vinden zoals ERM Workbrench, CTRIO Workbrench en NetEdit. Deze zijn echter niet van toepassing op ons eindwerk. Projects: hieronder worden de reeds gerealiseerde projecten weergegeven. Een project bevat naast een programma ook alle documentatie. Comm links: dit veld bevat de communicatie link tussen de computer en de PLC.

42


Na het dubbelklikken op ‘DirectSOFT32 Programming 4’ verkrijgen we het volgende venster:

Geef een gepaste naam in, kies de juiste ‘PLC familie’ en het juiste ‘CPU type’.

Figuur 8.14: Aanmaken nieuw project

Na het bedienen van de ‘OK’ knop komen we in het programmeervenster terecht:

Voorlopig bevinden we ons echter nog in de ‘View only mode’. In deze mode wordt de cursor altijd weergegeven als een leeg vierkant en is programmeren niet toegestaan. Door het bedienen van de ‘Edit mode’-knop komen we in de programmeer-mode terecht. Figuur 8.15: Het programmeervenster (View mode)

In deze mode wordt de cursor weergegeven als een opgevuld vierkant. We merken eveneens op dat er onderaan een werkbalk bijgekomen is die de meest courante symbolen bevat.

Figuur 8.16: Het programmeervenster (Edit mode)

43


We zullen nu gebruik maken van deze werkbalk om een eerste, zeer eenvoudig programma op te bouwen. Plaats de cursor op de gewenste positie, hier bij het begin van de eerste regel en voeg een normaal open contact toe. Dit kan op twee manieren gebeuren, nl.: mbv. het icoon mbv. de sneltoets F2 Na het invoeren van dit contact dient natuurlijk nog de juiste variabele ingegeven te worden. Zolang deze variabele niet voldoet aan het vereiste type, zal de indicator rood oplichten.

Figuur 8.17: Invoegen contact (foutief type)

Eénmaal de variabele aan het vereiste type voldoet, licht de indicator groen op. Door het bedienen van de Entertoets komen we in onderstaand venster terecht. Figuur 8.18: Invoegen contact (Correct type)

De instructie is toegevoegd en de cursor bevindt zich op de eerst volgende positie. We merken bovendien een gele lijn op naast de regel die zonet werd aangepast. Deze lijn geeft aan dat er in de Figuur 8.19: Normaal open contact X0 ingevoegd

bewuste regel een wijziging

doorgevoerd werd, maar dat deze nog niet gecompileerd is. Het compileren kan zeer eenvoudig door het bedienen van het ‘Accept’-icoon. Regels die reeds gecompileerd zijn, zullen worden vooraf gegaan door een groene lijn in plaats van een gele.

44


Aangezien ons programma tot dusver geen uitgang aanstuurt, zullen we deze eerst toevoegen. Beweeg de cursor naar het einde van de regel, tot boven de NOP-instructie en bedien de sneltoets F5 of het icoon

.

De instructie browser verschijnt en de standaarduitgang wordt automatisch geselecteerd. We drukken ‘OK’ om deze toe te voegen.

Figuur 8.20: De instructiebrowser

De standaardwaarde C0 moet natuurlijk aangepast worden naar de gewenste waarde, in ons geval Y0.

Figuur 8.21: Invoegen uitgang

Op deze manier verkrijgen we het volgende venster:

Figuur 8.22: Ingang X0 en Uitgang Y0 toegevoegd aan het programma

45


Onze eerste regel is nu volledig geprogrammeerd. Vooraleer we dit programma kunnen downloaden, moeten we echter nog een END-instructie toevoegen. Het is namelijk zo dat elk programma moet afgesloten worden met een END-instructie.

We bewegen onze cursor naar de eerstvolgende NOP-instructie en bedienen terug de sneltoets F5 of het icoon

. De END-instructie

is terug te vinden onder de submap ‘Program Control’.

Figuur 8.23: De instructiebrowser

Ons uiteindelijk resultaat ziet er dan als volgt uit:

Figuur 8.24: PLC-programma vóór het accepteren

Na het bedienen van het ‘accept’-icoon kunnen we het programma opslaan en downloaden naar de PLC. Het spreekt voor zich dat er natuurlijk eerst een communicatie link dient geconfigureerd te worden. 8.2.2

Configuratie van een communicatie link

Voor onze toepassing zal een communicatie link tot stand gebracht worden tussen de seriële poort van onze PC en de seriële poort van de PLC. Hoe dit in zijn werk gaat zullen we hier even van naderbij bekijken.

46


Na het aansluiten van de programmeerkabel en het controleren van de CPU-mode (de RUN/TERM/STOP-schakelaar op de CPU moet in de TERM-positie staan), kan met de eigenlijke configuratie gestart worden.

Om op een eenvoudige manier een communicatie link tot stand te brengen, kan gebruik gemaakt worden van de ‘Link wizard’. Deze kan geactiveerd worden door in het ‘Launch window’ rechts te klikken op ‘Comm links’

Figuur 8.25: Het ‘Launch window’ (Comm links)

Na het klikken op ‘Add link’ verschijnt het nevenstaande venster. Hier wordt de com-poort geselecteerd die zal gebruikt worden voor onze communicatie link.

Figuur 8.26: De ‘Link wizard’ (Stap 1)

Het volgende venster geeft een overzicht van de PLC families weer. Wanneer je niet zeker bent tot welke PLC familie jouw PLC behoort, maar je wel het te gebruiken communicatie protocol kent, selecteer dan ‘Not sure’. De ‘Link wizard’ zal dan zelf proberen het gebruikte PLC type te detecteren. Figuur 8.27: De ‘Link wizard’ (Stap 2)

47


Wanneer in de vorige stap een PLC familie geselecteerd werd, dan zal de ‘Link wizard’ automatisch het geschikte protocol aanduiden. Dit is bij ons niet het geval, we hebben namelijk ‘Not sure’ geselecteerd, en omdat we operaties wensen uit te voeren met discrete I/O’s zijn we genoodzaakt om het K-sequence protocol te gebruiken. Figuur 8.28: De ‘Link wizard’ (Stap 3)

De ‘Link wizard’ zal proberen om een communicatie link met de PLC te creëren. Als hij daar om de één of andere reden niet in slaagt, krijgen we het nevenstaande venster te zien.

Figuur 8.29: Foutmelding (Onmogelijk om communicatielink te creëren)

Slaagt de ‘link wizard’ er echter wel in om de link te creëren, dan krijgen we het volgende venster te zien. Hier wordt ons de mogelijkheid geboden om een unieke naam en beschrijving aan de communicatie link te geven. De naam mag maximaal 16 karakters lang zijn terwijl de beschrijving 32 karakters mag bedragen. Bij het klikken op de ‘Finish’ knop komen we terug in het ‘launch window’ terecht.

Figuur 8.30: De ‘Link wizard’ (Stap 4)

48


Nadat een link geconfigureerd is, wordt deze weergegeven onder de ‘Comm links’ in het ‘Launch window’. De status van de link wordt met behulp van twee verschillende kleuren weergegeven: Groen: de link is geactiveerd Geel: de link is inactief Deze kleurcodering zorgt er voor dat de status van de link zeer gemakkelijk bepaald kan worden.

Figuur 8.31: De geconfigureerde link

8.2.3

Downloaden van een programma

Op het ogenblik dat de PC en PLC met elkaar ‘gelinkt’ zijn, kan het programma gedownload worden naar de PLC. De verschillende stappen die dienen doorlopen te worden, zullen uiteengezet worden aan de hand van het voorbeeldprogramma dat reeds werd opgebouwd.

49


Een eerste en niet onbelangrijke stap is het connecteren van de PC met de PLC. Zoals uit onderstaande figuur blijkt, kan dit op zeer eenvoudige wijze gebeuren: PLC Connect.

Figuur 8.32: Connecteren met de PLC

Wanneer we dit uitvoeren, krijgen we een bijkomend venster, namelijk het ‘Select link’venster. Hier moet de zopas geconfigureerde link geselecteerd te worden. DirectSOFT32 zal nu automatisch het programma dat zich reeds in de PLC bevindt vergelijken met het programma op de PC. Wanneer er verschillen aanwezig zijn tussen beide programma’s zal het volgende venster verschijnen:

Figuur 8.33: Waarschuwing “Programma in PC en PLC zijn verschillend”

Aangezien we hier ons nieuw programma wensen weg te schrijven in de PLC kiezen we voor de ‘Use Disk’ –knop.

50


Na het drukken op de ‘Use disk’ knop zal ons programmavenster er ietwat gewijzigd uitzien, er is namelijk een werkbalk bijgekomen. Deze werkbalk wordt ook wel de ‘Online’-werkbalk genoemd. We vinden er onder andere dat de PLC ‘OK’ is, dat de PC online is met de PLC en dat we ons in de ‘Program mode’ bevinden.

Figuur 8.34: Online

Wel dient er opgemerkt te worden dat ons programma nog steeds niet weggeschreven is in het geheugen van de PLC. Het is een goede gewoonte om eerst het PLC geheugen leeg te maken vooraleer er een nieuw programma in weg te schrijven. Het leegmaken kan eenvoudig via: PLC Clear PLC memory Op deze manier krijgen we nevenstaand venster. Er zijn verschillende opties die kunnen aangevinkt worden, maar omdat wij het volledige geheugen van de PLC wensen leeg te maken vinken we ‘All’ aan.

Figuur 8.35: Wis PLC-geheugen

Gedurende het wissen verschijnt de nevenstaande indicator op het scherm. Op het ogenblik dat deze van het scherm verdwijnt, is het proces voltooid Figuur 8.36: De indicator

en kan het nieuwe programma ingeladen worden.

51


Als we nu in het programmavenster de ‘WriteP’-knop bedienen zal het programma van de PC in de PLC weggeschreven worden. Er zal terug een indicator, die sterk gelijkend is aan deze tijdens het wissen van het PLC geheugen, op het scherm verschijnen. Wanneer deze verdwenen is, is het downloaden voltooid.

Figuur 8.37: De online werkbalk

Aangezien onze PLC zich nog in de ‘Program mode’ bevindt, zullen we de PLC-mode, na het beëindigen van het downloadproces, moeten aanpassen. Wanneer we de ‘Mode’-knop in de ‘Online’-werkbalk aanklikken, krijgen we het volgende venster.

Figuur 8.38: De PLC modes

Op deze manier kan zeer eenvoudig naar de RUN-mode overgeschakeld worden.

RUN-mode

Figuur 8.39: Online en PLC in RUN

52


8.2.4

Monitoren van een programma

Wanneer de PLC zich in de RUN-mode bevindt, zijn we in staat om de toestand van bepaalde gegevens online te bekijken. Er zijn nu echter verschillende mogelijkheden om dit te doen, veruit de simpelste is door de ‘Status’-knop in de ‘Online’-werkbalk te bedienen. Op deze manier kan de status van I/O’s, timers, counters,… nagegaan worden.

Figuur 8.40: Monitoren van het programma

Naast het bekijken van gegevens, zijn we ook in staat om online gegevens te manipuleren. Hiervoor dienen we het te wijzigen element aan te klikken en de ‘Change value’-knop in de ‘Online’-werkbalk te bedienen. Deze bewerkingen brengen ons in het ‘Change value’venster, waar, zoals de naam het zegt, waarden van gegevens/elementen kunnen worden aangepast. Element

Werkelijke waarde

“Read from PLC” en “Write to PLC” knoppen

Nieuw in te stellen waarde

Figuur 8.41: Het ‘Change value’ venster

Op het ‘Change value’-venster vinden we onder andere het te wijzigen element, de werkelijke waarde en de nieuwe waarde terug. Zodra een waarde gewijzigd is, kan men deze naar de PLC overbrengen door de ‘Write to PLC’-knop, die zich op het ‘Change value’-venster bevindt, te bedienen. 53


8.2.5

Documenteren van een programma

Documentatie heeft als doel het programma duidelijker te maken voor iedereen die er ooit mee in contact komt. Het kan op elk ogenblik toegevoegd worden, maar het is een goede gewoonte om dit tijdens het opstellen van het programma te doen. Binnen DirectSOFT32 zijn een aantal verschillende documentatietype’s mogelijk. Deze zullen aan de hand van de onderstaande figuur besproken worden. Rung Comment

Description Nickname Wiring info Element

Figuur 8.42: De verschillende soorten documentatie

Rung comment: deze documentatie verschaft ons informatie over een bepaalde rij of een groep rijen. Wiring info: hier kan informatie omtrent de bedrading van het element meegegeven worden, zodat bij een probleem niet nodeloos veel tijd verloren gaat naar het uitzoeken van de bedrading. Descriptions: deze geven de beschrijving van een bepaald element weer. Nicknames: elke element kan voorzien worden van een nickname, dit maakt het lezen van een programma een stuk eenvoudiger. De gebruiker kan zelf kiezen welke documentatie hij op het scherm wenst weer te geven. Hiervoor dient hij het nevenstaande venster te openen. Dit kan door in het programmeervenster rechts te klikken, waardoor een pop-up menu verschijnt, en ‘Options’ te selecteren. Figuur 8.43: Het ‘Options’ menu

54


De ‘Documentation Editor’ staat ons toe om snel en eenvoudig ‘Nicknames’, ‘Wiring info’ en ‘Descriptions’ aan het programma toe te voegen. Hij kan geopend worden zoals in de onderstaande figuur wordt getoond. Figuur 8.44: De ‘Documentation Editor’

Figuur 8.45: Oproepen van de ‘Documentation Editor’

Naast de ‘Documentation Editor’ hebben we, voor het toevoegen van ‘Rung comment’, ook nog de ‘Comment Editor’ ter beschikking. Deze kan opgeroepen worden door in het programmervenster de sneltoets ‘Ctrl+k’ te bedienen.

Figuur 8.46: De ‘Comment Editor’

55


8.3 Opbouw van het PLC- programma In de voorgaande paragraaf hebben we reeds kennis kunnen maken met DirectSOFT32. In wat volgt zullen enkele bijkomende instructies onder de loep worden genomen die noodzakelijk waren om ons programma tot een goed einde te brengen. Er zal eveneens stilgestaan worden bij de opbouw van het programma.

Positive Differential –instructie: Binnen DirectSOFT32 zijn er twee mogelijkheden om een positieve flank te detecteren, deze zullen met behulp van de onderstaande voorbeelden aangetoond worden. In het eerste voorbeeld zal bij het overgaan van een logische nul naar een logische één van ingang X2, de uitgang Y2 gedurende één CPU-scan de logische één toestand verkrijgen.

Figuur 8.47: De positieve flank (methode 1)

In het tweede voorbeeld zal op het ogenblik dat de merker C41 of C42 overgaat van een logische nul naar een logische één, de merker C243 gedurende één CPU-scan de logische één toestand aannemen.

Figuur 8.48: De positieve flank (methode 2)

Set & Reset –instructie: De Set – instructie zal de gespecificeerde geheugenbit in de logische één toestand brengen. Deze toestand blijft behouden tot de geheugenbit met een Reset-instructie terug op logische nul gebracht wordt.

Figuur 8.49: De set/reset-instructie (1bit)

56


We zijn echter ook in staat om een groep geheugenbits gelijktijdig te setten of te resetten. In het onderstaande voorbeeld zullen, bij een positieve flank van C2, de merkers C400 tot en met C520 gereset worden.

Figuur 8.50: De set/reset-instructie (groep bits)

Not-instructie: De Not-instructie inverteert de status die op dat ogenblik in de rij aanwezig is. Zo zal in het voorbeeld de uitgang Y4 zich in de logische één toestand bevinden zolang de ingang X2 zich in de logisch nul toestand bevindt.

Figuur 8.51: De not-instructie

Laadinstructie: De laadinstructie is een 16 bit instructie die de gespecificeerde waarde naar de accumulator overbrengt, waarna deze met behulp van een OUT-instructie in de gewenste geheugenlocatie van de PLC kan weggeschreven worden. In het voorbeeld wordt de waarde 5 in de accumulator geladen en van daaruit weggeschreven in de datawoorden V3000 en V3020.

Figuur 8.52: De laad-instructie

57


Sum-instructie: De Sum-instructie telt het aantal bits van de accumulator die zich in de logische één toestand bevinden. Deze waarde wordt onder hexadecimale vorm opgeslagen in diezelfde accumulator. Naast de Sum-instructie treffen we in ons voorbeeld ook nog een Load Formatted (LDF)instructie aan. Deze LDF-instructie kan 1 tot 32 bits van discrete geheugenlocaties overbrengen in de accumulator. Het spreekt voor zich dat het startadres (hier X27) en het aantal te laden bits (hier 3) moet meegedeeld worden.

Figuur 8.53: De sum-instructie

Even iets meer in detail: X31 X30 X27 ON OFF ON

Accumulator (Binair) na LDF-instructie: (alle niet-gebruikte bits van de accumulator worden op logische 0 geplaatst) 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 Accumulator (Hexadecimaal) na SUM-instructie: 0 0 0 0 0 0 0 2 V1600 (Hexadecimaal) na OUT-instructie: 0 0 0 2

58


Fill-instructie: De fill-instructie is in staat om een tabel van maximaal 255 datawoorden met een vooraf gespecificeerde waarde op te vullen. Hiervoor zijn een drietal stappen noodzakelijk: Laad de “grootte” van de tabel in de accumulator. Dit moet een hexadecimale waarde zijn gelegen tussen 0 en FF. Laad het startadres,onder hexadecimale vorm, in de accumulator. Aangezien bij de DL205 CPU’s alle adressen in de octale gedaante worden weergegeven, zal een omzetting noodzakelijk zijn. Hiervoor kan men gebruik maken van de Load Address(LDA)-instructie. Dit is een 16 bit instructie die een octale waarde omzet in zijn hexadecimaal equivalent en deze daarna wegschrijft in de accumulator. Voeg de Fill-instructie toe.

Figuur 8.54: De fill-instructie

De eerste Fill-instructie even meer in detail bekeken: : V1399 x x x x V1400 0 0 0 0 V1401 0 0 0 0 V1402 0 0 0 0 V1403 0 0 0 0 V1404 0 0 0 0 : : : : : V1415 0 0 0 0 V1416 0 0 0 0 V1417 0 0 0 0 V1418 0 0 0 0 V1419 0 0 0 0 V1420 x x x x :

Deze 20 datawoorden worden met de waarde 0 opgevuld

59


Master Line Set (MLS)-Master Line Reset (MLR)-instructie: Met behulp van deze instructies is men in staat om delen van het programma enkel dan te laten uitvoeren als aan en bepaalde hoofdvoorwaarde voldaan is. Deze instructie is vooral bedoeld om de flexibiliteit van het programmeren te verhogen. In plaats van aan elke rij de hoofdvoorwaarde toe te voegen kan men zeer eenvoudig een ‘Master Line’ setten aan de hand van deze voorwaarde. Het is evident dat men deze ‘Master Line’ terug moet resetten nadat de laatste rij, die aan de hoofdvoorwaarde moet voldoen, gekomen is. In het onderstaande voorbeeld is echter nog een nieuwe instructie waar te nemen, namelijk de Find Greater Than (FDGT)-instructie. Met deze instructie is het mogelijk om een tabel van datawoorden te vergelijken met een vooraf aangegeven waarde. Wanneer in deze tabel geen enkele waarde gevonden wordt die groter is dan de gespecificeerde waarde, zal de ‘Special Relay’ SP 53 op logische één gebracht worden. Als er in de tabel wel een waarde groter is dan de aangegeven waarde, dan zal de plaats van deze waarde, ten opzichte van het startadres van de tabel, in de accumulator weggeschreven worden. Er zijn een aantal stappen noodzakelijk wil men een FDGT-instructie toevoegen: Laad de “grootte” van de tabel in de accumulator. Net als bij de Fill-instructie dient dit in hexadecimale notatie te gebeuren en moet de waarde gelegen zijn tussen 0 en FF. Laad het startadres, onder hexadecimale vorm, in de accumulator. Hierbij wordt gebruik gemaakt van de LDA-instructie. Voer de FDGT-instructie in.

Figuur 8.55: De MLS/MLR en FDGT-instructie

60


FDGT-instructie even van naderbij bekeken:

0 0 0 0 x x

: 0 0 0 0 0 0 0 0 x x x x :

0 0 1 0 x x

V40620 V40621 V40622 V40623 V40624 V40625

0 1 2 3

Accumulator: 0 0 0 0 0 0 0 2

Opbouw van het programma:

Storing: Om zoveel mogelijk problemen tijdens het stapelen te voorkomen, werden in het programma heel wat zelfcontrole’s ingebouwd. Op het ogenblik dat bijvoorbeeld een zak te lang gedetecteerd wordt bij de hobbelbaan, zal de foutmelding “zak blijft hangen aan einde hobbelbaan” op het touchscreen weergegeven worden.

Figuur 8.56: ‘Time out’ hobbelbaan

Debouncing van fotocellen: Om te beletten dat het stapelproces bij storing van een sensor in de war gestuurd wordt, werd een zogenaamde ‘Debouncing’ van de fotocellen voorzien.

Figuur 8.57: Debouncing van fotocellen

61


Functie: Om het programmeren vlot te laten verlopen, werd geopteerd om de automatisch cyclus op te splitsen in een aantal functies. Zoals in onderstaand voorbeeld te zien is, is elke functie op zich nogmaals onderverdeeld in een aantal stappen. Afhankelijk van de toestand van ingangen, merkers,… zal van de ene naar de andere stap overgegaan worden. Dit kan zeer eenvoudig met behulp van de Increment(INC)-instructie. Deze instructie zal de inhoud van het gespecificeerde datawoord met één verhogen.

Figuur 8.58: Functie hobbelbaan

Op uitgang brengen: Aangezien een PLC-programma steeds van boven naar onder doorlopen wordt, zullen de uitgangen pas op het einde van het programma aangestuurd worden.

Figuur 8.59: Op uitgang brengen

62


Visualisatie: vb statustekst hobbelbaan Afhankelijk van de toestand van de verschillende onderdelen zal de status van de visualisatie moeten worden aangepast.

Figuur 8.60: Visualisatie hobbelbaan

63


8.4 De programmeersoftware EasyBuilder500 8.4.1

Een eerste kennismaking met EasyBuilder500

Na het installeren van EasyBuilder500 op je PC kan men met het programmeerwerk van start gaan. Hiertoe dient men de EasyBuilder500 te openen, de eenvoudigste weg is het openen van de Easy Manager.

De Easy Manager is een overkoepelend programma die op een elegante manier toegang biedt tot: EasyBuilder: de schermeditor voor EasyView 500 touchscreens EasyWindow: deze bevat een simulator zodat men de machine rechtstreeks via de PC kan bedienen tijdens de ontwikkeling van de schermopbouw van het touchscreen. Doordat we op deze wijze niet herhaaldelijk hoeven te downloaden, zal deze manier van werken een duidelijke tijdsbesparing opleveren, wat in onderstaande figuur verduidelijkt wordt:

Figuur 8.61: De EasyManager

Gebruikelijke methode Scherm editeren

downloaden naar touchscreen

test

einde

(3-5 minuten)

Methode met behulp van EasyBuilder500 (Simulator) Scherm editeren

simuleren op PC

downloaden naar touchscreen

einde

Figuur 8.62: Tijdsbesparing Simuleren versus Downloaden

EasyView communicator: deze bevat op zijn beurt een aantal nuttige functies

Download

Upload

Mode Change: het EasyView touchscreen kan in drie modes opereren: •

RDS(Remote Debug & Simulation): deze mode wordt gebruikt bij het downloaden en uploaden 64


•

Application: dit is de normale werkingsmode van het touchscreen

•

TouchAdjust: deze mode wordt gebruikt bij het kalibreren.

Klikken we in de Easy Manager op de EasyBuilder-knop dan verschijnt het volgende scherm. De functie van elk icoon wordt hieronder nader beschreven.

Figuur 8.63: EasyBuilder

a. Title Bar Geeft de bestandsnaam van het project, het schermnummer en de titel weer. b. Menu Bar Toont het menu nodig om EasyBuilder commando’s te selecteren. Bij het selecteren van één van deze zal het corresponderende pop-up menu verschijnen. c. Tool Bar Geeft de iconen weer overeenkomstig het File, Edit, Library, Compile, Simulation en Download commando. d. State selector Het aanklikken van deze knop brengt alle onderdelen van het scherm naar een vooraf bepaalde instelling. e. Alignment Lijnt de geselecteerde onderdelen uit: boven, onder, links of rechts

65


f. Object Resize Brengt de afmetingen van alle onderdelen op dezelfde grootte. g. Position adjust Geeft de positie van het geselecteerde onderdeel weer h. Group/Ungroup Maakt van alle onderdelen een samenhangend geheel en vice versa. i. Layer Control Geeft de Layer van het geselecteerde onderdeel weer j. Text size & position Verandert de tekstgrootte en uitlijning van de geselecteerde tekst. k. Rotate and flip Laat figuren horizontaal of verticaal spiegelen, of roteren over een hoek van 90°. l. Part tool box Geeft de iconen van alle onderdelen weer. Klikken op één van deze zorgt ervoor dat attributen gewijzigd en onderdelen op het scherm geplaatst kunnen worden.. m. Window and object selection tree Maakt het selecteren van het gewenste scherm of project eenvoudig. n. Drawing tool Bevat de iconen voor het tekenen of aanpassen van geometrische contouren. o. Cursor position Geeft de huidige positie van de cursor weer.

66


8.4.2

Creëren van een nieuw project

Nadat we in de vorige paragraaf reeds kort kennis gemaakt hebben met Easybuilder500, zullen we nu een eerste, eenvoudig applicatie samenstellen.

Bij het aanmaken van een nieuw project moeten we het door ons gebruikte touchscreen model meedelen aan Easybuilder.

Figuur 8.64: Aanmaken nieuw project

Figuur 8.65: Instellen systeemparameters (1)

Eerst en vooral dienen enkele systeemparameters correct ingesteld te worden. Zo moet onder andere het PLC-type meegedeeld worden. Na het correct instellen bekomen we het nevenstaande venster.

67


Ook onder de tabbladen ‘General’ en ‘Indicator’ moeten de nodige aanpassingen worden aangebracht als we willen dat deze voldoen aan wat voor onze toepassing vereist is.

Figuur 8.66: Instellen systeemparameters (2)

Vervolgens kan men een Shape en/of Bitmap bibliotheek toevoegen aan het project. Dit kan op volgende manier:

Figuur 8.67: Toevoegen Shape-bibliotheek

Op gelijkaardige wijze kan nu ook een Bitmap bibliotheek toegevoegd worden. De gewenste bibliotheek kan geselecteerd worden door de ‘Select library’ knop te bedienen. Voor onze toepassing werd een eigen bibliotheek ‘Palletizer’ opgesteld.

Figuur 8.68: De bitmap bibliotheek

68


Om vertrouwd te raken met de software, wordt eerst wat geëxperimenteerd met de elementen die terug te vinden zijn in de ‘Draw’ werkbalk. Bij wijze van voorbeeld wordt in onderstaande figuur een opgevulde rechthoek getekend. Aan de hand van het ‘Attribute’venster kan het gewenste opvulpatroon gekozen worden.

Figuur 8.69: Tekenen van een rechthoek mbv. de Draw-werkbalk

Naast het tekenen van geometrische figuren zijn we ook in staat om tekst aan ons project toe te voegen. Hiertoe kan men, door het bedienen van de sneltoets ‘A’, de teksteditor oproepen. Zoals uit nevenstaande figuur af te leiden valt, kan naast de tekstgrootte, ook de gewenste kleur geselecteerd worden.

Figuur 8.70: Toevoegen van tekst mbv. de Draw-werkbalk

Aangezien het touchscreen zal gebruikt worden voor het besturen van de stapelaar, zullen natuurlijk de nodige ‘schakelaars’ moeten geïmplementeerd worden. Hiervoor vestigen we onze aandacht op de ‘Part’-werkbalk. We zullen ons echter beperken tot het bespreken van die ‘Parts’ die voor ons project van toepassing zijn.

69


Een eerste soort schakelaars die zullen gebruikt worden, zijn de ‘Toggle switches’. Deze geven de ON/OFF status van een PLC bitadres weer. Door het bedienen van deze ‘switches’ kan de toestand van het overeenkomstige bitadres gewijzigd worden. Een voorbeeld wordt in onderstaande figuur weergegeven. We zien dat er vier ‘switch style’s’ mogelijk zijn, namelijk: ON: bij het bedienen van de ‘Toggle switch’ zal de overeenkomstige PLC bit op logische één gebracht worden. OFF: bij het bedienen van de ‘Toggle switch’ zal de overeenkomstige PLC bit op logische nul gebracht worden. Toggle: in deze ‘style’ werkt de ‘Toggle switch’ als een schakelaar. Bij het bedienen wordt de overeenkomstige PLC bit gewijzigd van een logische één naar een logische nul of omgekeerd Momentary: in deze ‘style’ werkt de ‘Toggle switch’ als een drukknop. Enkel wanneer hij bediend wordt zal de overeenkomstige bit naar een logische één gebracht worden.

Figuur 8.71: Toevoegen van een ‘Toggle’ switch

Het uiteindelijke resultaat ziet er als volgt uit:

Figuur 8.72: Touchscreen na toevoegen ‘Toggle’ switch

70


Een tweede soort schakelaars zijn de ‘Function keys’. Deze kunnen gebruikt worden om naar een ander venster (op het touchscreen) over te gaan, ASCII karakters in te geven en vensters te verplaatsen of te minimaliseren. In de onderstaande vensters zullen een aantal van deze functies verder toegelicht worden. Een eerste ‘Function key’ zal gebruikt worden om naar het volgende venster over te gaan. Als de ‘Function key’ aangeklikt wordt, verlaten we het oorspronkelijke venster en gaan over naar het venster dat gespecificeerd is bij ‘Window No’.

Figuur 8.73: Toevoegen van een function key

Dit resulteert in het nevenstaande venster.

Figuur 8.74: Touchscreen na toevoegen eerste function key

Een andere mogelijkheid die een ‘Function key’ ons biedt, is het ingeven van ASCII karakters. Dit kan bijvoorbeeld gebruikt worden wanneer men decimale cijfers wenst in te geven met behulp van een ‘keypad’.

71


Zoals uit de onderstaande vensters blijkt, is een ‘keypad’ opgebouwd uit een aantal ‘Function keys’. Naast een aantal cijfers vinden we er ook een CLEAR- en ENTER-knop terug. Aangezien het de bedoeling zal zijn om dit venster als ‘pop-up’ venster te gebruiken, wensen we dat bij het bedienen van de ENTER-knop, naast het uitvoeren van de ENTERfunctie, het venster zal gesloten worden. Daarom merken we op dat er zich onder de ENTER-knop nog een extra ‘Function key’ bevindt om het pop-up venster te sluiten.

Figuur 8.75: Opbouw keypad (1)




72


Een laatste mogelijkheid van de ‘Function key’ die voor onze toepassing van belang kan zijn, is het laten verschijnen van een ‘pop-up’ venster.

Figuur 8.79: Function key voor het oproepen van een pop-up venster

Naast het werken met ‘schakelaars’, zijn we nu ook in staat om, via het touchscreen, numerieke waarden weg te schrijven naar vooraf bepaalde geheugenplaatsen in onze PLC. Hiervoor maken we gebruik van een ‘Numeric input display’, die net als de ‘schakelaars ‘ terug te vinden is in de ‘Part’ werkbalk. In de volgende vensters zullen de belangrijkste parameters van een dergelijk ‘Numeric input display’ even van naderbij bekeken worden. Onder het tabblad ‘General’ vinden we de geheugenlocatie (V1440 in het voorbeeld) terug waar de numerieke data zal weggeschreven worden. Aan de hand van het ‘Trigger address’ wordt gecontroleerd als dataingave op dat ogenblik toegestaan is. Wanneer de bit, die gespecificeerd is bij het ‘Trigger address’ zich in een logische nul toestand Figuur 8.80: Toevoegen van een ‘Numeric input display’ (1)

bevindt, wordt data-ingave niet toegelaten.

73


Onder het tabblad ‘Numeric’ kunnen we aangeven onder welke gedaante de cijfers dienen weergegeven te worden op het touchscreen, in ons geval ‘Decimal’. Daarnaast kunnen ook onder- en bovengrens, hier 0, respectievelijk 20 en de plaats van het decimaal punt meegedeeld worden. Stel, men neemt: ‘No. Below Dec.’= 2 dan wordt een ingegeven waarde van 14561 getoond als 145.61 .

Figuur 8.81: Toevoegen van een ‘Numeric input display’(2)

Dit zal uiteindelijk leiden tot het volgende resultaat.

Figuur 8.82: Touchscreen na toevoegen ‘Numeric input display’

Wensen we nu het reeds opgebouwde ‘keypad’ te gebruiken bij het ingeven van onze numerieke waarde, dan Figuur 8.83: Function key en numeric display op elkaar geplaatst

moet de ‘Function key’, die het

‘keypad’ oproept en de ‘Numeric input display’ boven elkaar geplaatst worden. Bij het aantoetsen van het ‘Numeric input display’ zal het ‘keypad dan automatisch verschijnen en kan de gewenste waarde ingegeven worden.

74


Een van de voordelen van een touchscreen ten opzichte van een klassieke bediening is, dat deze in staat is om een proces te visualiseren. Bij wijze van voorbeeld zullen we een visualisatie van de manipulator toevoegen aan ons project. Voor het opbouwen van een visualisatie worden ‘Word Lamp Objects’ gebruikt. Deze zijn eveneens in de ‘Part’ werkbalk terug te vinden. Het spreekt voor zich dat er communicatie dient te gebeuren tussen het touchscreen en de PLC willen we de visualisatie up-to-date houden. Hiervoor zal het touchscreen gebruik maken van een vooraf vastgelegde geheugenplaats in de PLC, voor de manipulator is dit V420. Het is zo dat een ‘Word Lamp Object’, afhankelijk van de waarde dat deze geheugenplaats aanneemt, een ander uitzicht (hier ‘state’ genoemd) zal aannemen. In het geval van de manipulator zijn 8 verschillende ‘states’ mogelijk.

Figuur 8.84: Toevoegen ‘Word lamp object’ (1)

Het is evident dat men de juiste bitmap-bibliotheek moet toevoegen. Dit kan door onder het tabblad ‘Shape’ de gewenste bibliotheek te selecteren.

Figuur 8.85: Toevoegen ‘Word lamp object’ (2)

75


Na het uitvoeren van deze bewerkingen krijgen we uiteindelijk het volgende venster.

Figuur 8.86: Touchscreen na toevoegen ‘Word lamp object’

Een ander voordeel van een touchscreen is dat het kan gebruikt worden om verschillende waarschuwingen en alarmen weer te geven. Alle mogelijke fouten die kunnen optreden staan geregistreerd in het ‘Alarm Scan Object’. Iedere fout bezit een zeker bitadres in het PLC geheugen. Op het ogenblik dat deze bit op de logische één toestand gebracht wordt door het PLC programma, zal het overeenkomstige alarm getoond worden in de ‘Alarm Display’.

Figuur 8.87: Toevoegen fout aan ‘Alarm scan object’

Figuur 8.88: Toevoegen fout aan ‘Alarm scan object’ (2)

76


Een ‘Alarm Display’ kan aangemaakt worden op de volgende manier:

Het ‘Read address’ controleert het op en neer scrollen van de ‘Alarm Display’. Het is namelijk zo dat steeds de laatst opgetreden fout zal weergegeven worden.

Figuur 8.89: Toevoegen ‘Alarm Display’ (1)

Figuur 8.90: Touchscreen na toevoegen ‘Alarm Display’

Er zijn echter ook nog drie fouten die zich onderscheiden van de voorgaande in die zin dat ze zich toespitsen op enerzijds de communicatie tussen het touchscreen en de PLC en anderzijds de interne werking van het touchscreen zelf. De eerste fout wordt weergegeven

Figuur 8.91: Toevoegen ‘System Message’

wanneer het touchscreen geen toegang krijgt tot de PLC. De tweede foutmelding treedt op als het antwoord van de PLC verschilt van wat het touchscreen verwacht. Een derde en tevens laatste fout komt voor wanneer er zich intern in het touchscreen een fout voordoet.

77


Nadat ons project afgewerkt is, moet het geheel nog opgeslagen en gecompileerd worden.

Figuur 8.92: Compileren van het project

Vervolgens kan men door gebruik te maken van de simulator een eerste indruk verkrijgen over de werking van het opgebouwde project. Als dit aan de vereisten voldoet, kan het project uiteindelijk in het touchscreen gedownload worden. Na het downloaden dient men nog over te gaan naar de ‘Application’-mode, waarna het startscherm op het touchscreen verschijnt.

Figuur 8.93: ‘Afgewerkt’ touchscreen

78


8.5 Opbouw en werking van het touchscreen In wat volgt zal een overzicht gegeven worden van de verschillende schermen die op het touchscreen aanwezig zijn. 8.5.1

Hoofdmenu

Alarm balk Figuur 8.94: Hoofdmenu

Dit is het standaardscherm dat bij het opstarten van het touchscreen zal getoond worden. Links zien we ‘Toggle switches’ die, zoals reeds in de vorige paragraaf aangehaald werd, elk met een adresbit in het PLC geheugen gelinkt zijn: Auto mode C0, deze schakelaar heeft als functie het activeren van de automatische mode voor het stapelen van zakken. Leegdraaien C6, bij het bedienen van deze schakelaar worden de zakken, die nog aanwezig zijn op de stapelaar, gestapeld. Daarna wordt de pallet uitgevoerd en zal de machine op een veilige manier tot stilstand gebracht worden. Toevoer uit C10, willen we de toevoer van zakken stopzetten, dan kan met behulp van deze schakelaar de PROPAK verpakkingsmachine uitgeschakeld worden. Auto afvoer C22, bij het aantoetsen van deze schakelaar zullen de pallets automatisch, door middel van de wagon, overgebracht worden naar de palletbuffer van het magazijn. Wikkelen C23, wanneer men deze schakelaar bedient, zullen de pallets met een folie omwikkeld worden, vooraleer de wagon deze naar de palletbuffer overbrengt. Het is dus zo dat, als men deze functie wenst te gebruiken, ook de auto afvoer moet ingeschakeld zijn.

79


Zowel voor het ingeven van het aantal lagen, als het weergeven van het aantal gezette lagen gebruiken we een ‘Numeric Input Display’. Bij het aanklikken van deze ‘Numeric Input Displays’ zal het nevenstaande ‘keypad’ verschijnen waarmee de numerieke waarde kan ingegeven worden. Tijdens het stapelproces zal de waarde in de ‘Numeric Input Display’ “Lagen gezet” automatisch aangepast worden.

Figuur 8.95: Keypad

Zoals in de vorige paragraaf aangehaald werd, zal elke ‘display’ verwijzen naar een bepaalde geheugenlocatie in de PLC (hier V1440 en V1425) en moet er tevens een ‘Trigger address’ (hier C20) meegedeeld worden: - Aantal lagen V1440, C20 - Lagen gezet V1425, C20 Bij het aanklikken van “Visualisatie”, “Instellingen” of “Handbediening” zal automatisch naar het respectievelijke venster overgegaan worden. 8.5.2

Instellingen

Wanneer men in het hoofdmenu de knop “Instellingen” bedient, komt men in het onderstaande venster terecht. We merken onmiddellijk dat hier een aantal “nalooptijden” kunnen ingesteld worden. Dit zijn tijden die afhankelijk van het type pallet, zak of te stapelen product een andere waarde kunnen aannemen. Bij de lege en volle pallet kan men ingeven hoe lang deze pallet nog moet doorgevoerd worden nadat ze gedetecteerd werd door de fotocel op de palletlift, respectievelijk de wagon. Wanneer een zak gedetecteerd wordt bij het begin van de manipulatorband dan kan men met behulp van de nalooptijd “Zak in manipulator” het ideale grijpmoment voor de manipulator instellen. De nalooptijd “Druk laag” wordt gebruikt bij het aandrukken van de reeds op de pallet gestapelde lagen, terwijl de nalooptijd “Tik laag” gebruikt wordt om de pallet op de gewenste positie onder de schuiven te brengen.

Voor de nalooptijden wordt terug gebruik gemaakt van ‘Numeric Input Displays’. Lege pallet V512, C20 Zak in manip. V510, C20 Volle pallet V513, C20 Druk laag V511, C20 Tik laag V514, C20 Figuur 8.96: Instellingen

80


De knop “Hark pas terugbrengen als laag op pallet staat” kan men activeren wanneer de zakken de neiging hebben om van de pallet te glijden op het ogenblik dat deze op de pallet neergelegd worden. Voor deze knop maakt men terug gebruik van een ‘Toggle switch’: Hark pas terugbrengen als laag op pallet staat C14 De onderstaande vensters kunnen bekomen worden door in het menu “Instellingen’ de knop “Instellen stapelpatroon” te bedienen. Hier is het de bedoeling om aan de PLC mee te delen tot welke positie de hark moet verreden worden bij het vormen van de lagen op de schuiven. Dit gebeurt aan de hand van ‘Numeric Input Displays’. Opzetpositie laag A Rij 1 V1521, C20 Rij 2 V1522, C20

Figuur 8.97: Opzetpositie laag A

Opzetpositie laag B Rij 1 V1523, C20 Figuur 8.98: Opzetpositie laag B

Rij 2 V1524, C20

Wanneer echter de knop “Merkers/telling aanpassen” aangeklikt wordt, komt men in het onderstaande venster terecht. Hier kan men, naast een algemene reset, ook een aantal merkers aanpassen. Omdat men bij het gebruik van deze functies niet voor verrassingen zou komen te staan, wordt op het scherm extra informatie meegegeven. De gebruikte knopen zijn van het (‘Toggle switch’-type: Algemene reset C3 Pallet aanwezig op 2 C4 Pallet aanwezig op 3 C5 Zakken weggenomen C7 Figuur 8.99: Scherm aanpassen telling

81


8.5.3

Handbediening

Met behulp van de onderstaande vensters zijn we in staat om alle onderdelen van de stapelaar afzonderlijk met de hand aan te sturen. Het spreekt voor zich dat er programmatisch enkele veiligheden werden voorzien om te beletten dat men, door de handbediening te gebruiken, breuk aan de stapelaar zou krijgen. Zo kan men bijvoorbeeld de manipulator niet naar links laten rijden als deze al links staat of de lift laten dalen als deze al beneden is,... Ook hier wordt gebruik gemaakt van ‘Toggle switches’.

Vrijgave PP C30 Opvoerband C32 Hobbelbaan C33 Buffer Links C43 Buffer Rechts C44 Formeerband C45 Manipulator : Band C34 Rij links C41 Rij rechts C42 Draai links C37 Draai Rechts C40

Figuur 8.100: Handbediening pagina 1

Openen C35 Sluiten C36

Aandrukkers: Links open C51 Links dicht C52 Rechts openen C53 Rechts dicht C54 Hark: Heen C46 Terug C47 Klep op C50 Laadschuiven: Open C55 Dicht C56


82


Palletlift: Traag omhoog C57 Snel omhoog C60 Traag omlaag C61 Snel omlaag C62 Aandrukker C66 Palletbanen: Baan 1 C63 Baan 2 C64 Baan 3 C65 Baan 4 C71 Figuur 8.102: Handbediening pagina 3

Wagen: Heen C67 Terug C70


83


8.5.4

Visualisatie

Waarschijnlijk het meest indrukwekkende venster op het touchscreen is dat waar de visualisatie wordt weergegeven. Aan de hand van deze visualisatie kan het stapelproces zeer eenvoudig opgevolgd worden. Voor het opbouwen van de visualisatie werd gebruik gemaakt van een reeks ‘Word Lamp Objects’. Zoals in de vorige paragraaf werd uiteengezet zal elk van deze ‘Objects’ gelinkt zijn aan een geheugenplaats in de PLC. Status machine V433 Status Hobbelbaan V410 Status Manipulator V411 Status Buffer V412 Status Formeer eenheid V413 Status palletbaan 1 V414 Status palletbaan 2 V415 Status palletbaan 3 V416 Status lagen op pallet: Figuur 8.104: Visualisatie

Aantal te zetten lagen V1440 Aantal lagen gezet V1425

Afbeeldingen: Hobbelbaan V417 Manipulator V420 Bufferband V421 Overgang bufferband naar formeerband V422 Formeerband V423 Hark (begin-, midden- en eindpositie) V424, V425,V426 Zakken op midden positie(overgang formeerband naar schuiven) V427 Zakken op eindpositie(schuiven) V430 Palletlift V431 Palletbaan 3 V432

84


8.5.5

Alarmafhandeling

Als bij het optreden van een alarm, de alarmbalk in het hoofdmenu aangetoetst wordt, komen we in het onderstaande venster terecht. In dit venster zullen alle actieve alarmen die op dat ogenblik aanwezig zijn weergegeven worden. Na het ondernemen van de nodige acties om deze alarmen weg te werken, kan met een druk op de Reset knop het volledige alarm register gewist worden en kan men het stapelen verderzetten.

Figuur 8.105: Actieve alarmen

85


Besluit Voor ons was dit eindwerk een erg boeiende en interessante ervaring. We konden onze theoretische kennis aan de praktijk toetsen en tevens verrijken. Het (her)kableren van de elektrische kasten, met de verschillende elektrische componenten en deze op een correcte manier in verbinding stellen met de installatie was een zenuwslopend maar uiterst leerrijk proces. Ook het monteren of repareren van onderdelen nam veel tijd in beslag maar was uiteraard broodnodig om een goede en correcte werking van de stapelaar te verkrijgen. We maakten kennis met het productgamma van Koyo en EasyView. Het aanleren, via zelfstudie, van een voor ons nieuwe programmeertaal was niet eenvoudig, maar een grote uitdaging. Ook het aansturen via een touchscreen en realiseren van de visualisatie was een niet te onderschatten opdracht. Bij het opstellen van dit eindwerk zijn we er vast van overtuigd dat we een beter inzicht verworven hebben in het programmeren van een toch wel complexe machine. Wat we vooral geleerd hebben tijdens deze periode, is dat er een groot verschil is tussen de traditionele labo’s in school en de echte werkwereld. We vinden het dan ook belangrijk dat de laatstejaarsstudenten de kans krijgen om even kennis te maken met de bedrijfswereld en dit zowel op technisch als op sociaal vlak. Men zegt zo vaak ‘al doende leert men’ en tijdens de uitwerking van dit project konden we dit enkel beamen. Verder wilen wij er ook op wijzen dat de in deze thesis voorgestelde veiligheidsmaatregelen momenteel nog niet geïmplementeerd zijn aangezien dit niet in de scoop van het eindwerk lag. De firma is hiervan op de hoogte en zij nemen de verantwoordelijkheid op zich om de voorgestelde maatregelen te integreren.

86


Literatuurlijst Sleuwaegen P.,Veiligheid, kwaliteit en planning,cursus gedoceerd in het kader van het vak Studiebureau, Katholieke Hogeschool Zuid-West-Vlaanderen, departement VHTI, Kortrijk, 2004,150 blz. Internet: http://www.plcdirect.nl http://www.smbapeldoorn.nl/projecten/logistiek/index.html

87

Eindwerk: Revisie van een automatische zakkenstapelaar

Recommend Documents