No title

ACE-GROEP T Centrum voor Volwassenenonderwijs Vesaliusstraat 13 3000 Leuven Telefoon: 016/30 10 30 Fax: 016/30 10 40 Email: [email protected]

Leerplan Graduaat

Bedrijfsautomatisatie

Leerplan graduaat Bedrijfsautomatisatie

1

Inhoudsopgave 1. Structuur van de afdeling en de lessentabel (document 8)

3

2. Beginsituatie

4

3. Doelstellingen

5

4. Leerinhouden: doel, inhoud en bibliografie

6

Eerste jaar Elektriciteit Mechanismen Industriële meettechniek Labo industriële meettechniek Pneumatische sturingen Labo pneumatische sturingen Programmeerbare logische sturingen Labo programmeerbare logische sturingen

Tweede jaar Industriële regeltechniek Labo industriële regeltechniek Elektronisch sturen van motoren Labo elektronisch sturen van motoren Labo computerondersteund ontwerp

Derde jaar CNC-machines Labo CNC-machines Industriële robots Labo industriële robots Flexibele productieautomatisering Labo flexibele productieautomatisering Productiebeleid Ondernemingsproject

5. Methodologische wenken

56

6. Evaluatie

56


2

Structuur van de afdeling en de lessentabel Afdeling:

Bedrijfsautomatisatie

Categorie:

Technisch hoger onderwijs van het korte type

Aantal weken:

40 weken

Duur van de lestijd:

50 minuten

Aantal studiejaren:

3

Aantal lestijden: - Eerste jaar: - Tweede jaar: - Derde jaar:

1000 360 320 320

Lessentabel:

Zie bijlage.


3

Beginsituatie Worden toegelaten tot de opleiding (bron: www.ond.vlaanderen.be): - houders van een diploma van secundair onderwijs; - houders van een diploma van een hogere secundaire technische leergang; - houders van een brevet van het aanvullend secundair beroepsonderwijs; - houders van een diploma van voltijds hoger onderwijs. Studenten die niet in het bezit zijn van één van de bovenvermelde diploma's en die uiterlijk op 31 december van het kalenderjaar waarvoor men zich inschrijft de leeftijd van 21 jaar bereiken, worden eveneens toegelaten indien ze slagen voor een toelatingsproef. Zij nemen een voorlopige inschrijving en volgen best vanaf het begin van het academiejaar nauwgezet alle lessen. In de tweede helft van oktober (week 7 in de kalender) worden ze ondervraagd over de leerstof die tijdens de eerste 6 lesweken werd gezien. Men slaagt voor de toelatingsproef indien men een totale score van 50% of meer behaald. De voorlopige inschrijving wordt dan definitief. Is de totale score lager dan 50% dan wordt de voorlopige inschrijving geannuleerd en wordt het inschrijfgeld (uitgezonderd € 25) teruggestort. Studenten die al met succes hoger of universitair onderwijs volgden kunnen voor één of meerdere opleidingsonderdelen een vrijstelling krijgen. De ervaring leert dat motivatie en doorzettingsvermogen in vrijwel alle gevallen van doorslaggevend belang zijn.


4

Doelstellingen De laatste jaren heeft de industriële automatisering een hoge vlucht genomen. Computer Aided Design (CAD), Computer Aided Manufacturing (CAM) en Computer Aided Engineering (CAE) spelen een steeds belangrijkere rol in tal van industrieën. Het modulair opgebouwd studieprogramma van het graduaat Bedrijfsautomatisatie richt zich dan ook specifiek op de automatiseringsaspecten van het ontwerpen van producten, de voorbereiding van de productie, het productieproces zelf en het beheer en het onderhoud van de betrokken systemen. Naast een grondige studie van de componenten van de productieautomatisering: systemen voor het meten van procesvariabelen (druk, temperatuur, debiet, niveau, ...), pneumatische systemen en PLC's (Programmable Logic Controller), ligt het accent op de besturings- en regeltoepassingen ervan in de productieautomatisering. Ook de CAD/CAM-technologie komt uitgebreid in deze opleiding aan bod. De studenten krijgen onder meer een hands-on training met CAD-software (AutoCAD). Om de productie gecoördineerd te laten verlopen en de productiviteit te verhogen wordt bovendien steeds meer beroep gedaan op volautomatische machines en installaties. De studenten krijgen dan ook een overzicht van de meest recente ontwikkelingen op het gebied van industriële robots en CNC-machines. Bestaande productieprocessen worden geanalyseerd, door de studie van P&I diagramma's gekoppeld aan bedrijfsbezoeken, zowel op het niveau van de mechanisatie (werktuigmachines, robots, transportsystemen) als op het niveau van de informatiesystemen (stuur- en controlesystemen). In moderne productiebedrijven komen ook niet-technische aspecten zoals onderhoud, veiligheid, kwaliteit, ergonomie, ... aan bod. Daarom verdienen ze ook hun plaats binnen de opleiding. Er wordt gestreefd naar een goed evenwicht tussen theorie en praktijk. Bedrijfsbezoeken, gastsprekers uit de industrie en practica in de ondernemingen laten toe de geziene leerstof in concrete bedrijfssituaties te plaatsen.


5

Leerinhouden: doel, inhoud en bibliografie Eerste jaar Elektriciteit Mechanismen Industriële meettechniek Labo industriële meettechniek Pneumatische sturingen Labo pneumatische sturingen Programmeerbare logische sturingen Labo programmeerbare logische sturingen


6

Elektriciteit

1/4

Situering in het studieprogramma Eerste jaar – 60 lestijden Doel In het eerste deel van de gelijkstroomtheorie, worden de basiswetten en –begrippen uit de elektriciteit verduidelijkt en hun belang d.m.v. toepassingen geïllustreerd. Integratie van de leerstof gebeurt vooral door toepassingen en praktische voorbeelden. In het deel wisselstroomtheorie wordt de nadruk gelegd op het gedrag van weerstanden, spoelen en condensatoren in een elektrische kring. In het deel ‘vermogen in wisselstroom’ wordt het actief, reactief en schijnbaar vermogen toegelicht en geïllustreerd en wordt het belang van de cosφ voor de verbruiker, aangetoond. Het laatste deel behandelt de drie-fasen wisselstroom en vormt de schakel naar de leerstof ‘sturen van motoren’ in het tweede jaar. Inhoud

Deel 1: Gelijkstroomtheorie 1. Begrippen 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7. 1.8. 1.9.

Basiseigenschap van elektrische ladingen De bouw van een stof De elektrische spanning De elektrische stroomsterkte De stroomdichtheid De spanningsbron De wet van Ohm Geleidbaarheid of coëducatie De weerstand

2. Schakelingen met weerstanden 2.1. De wetten van Kerkhof 2.1.1. Stroomwet 2.1.2. Spanningswet 2.1.3. Toepassingen 2.2. Basisschakelingen met weerstanden 2.2.1. Serieschakeling 2.2.2. Parallelschakeling 2.2.3. De gemengde schakeling 2.2.4. Praktische toepassing op het schakelen van weerstanden


7

Elektriciteit

2/4

3. Elektrische en mechanische begrippen 3.1. Arbeid, vermogen en rendement 3.1.1. Elektrische energie 3.1.2. Rendement 3.1.3. Elektrische verliezen 3.1.4. Omzetting van elektrische energie naar mechanische energie en omgekeerd 3.1.5. Omzetting van elektrische energie naar warmte-energie

4. Veiligheid en aarding 5. Netwerktheorema’s 5.1. 5.2. 5.3. 5.4.

De driehoek-ster transformatie De ster-driehoek transformatie De superpositiemethode van Helmholtz De methode van Thévenin

6. Condensatoren 6.1. 6.2. 6.3. 6.4. 6.5. 6.6. 6.7. 6.8. 6.9. 6.10. 6.11. 6.12.

De condensator De condensator bij gelijkspanning De capaciteit van een condensator Wiskundige uitdrukking voor laadstroom De tijdsconstante van een RC-keten Het laadproces in detail Ontladen van een condensator Universele laad- en ontlaadcurve Résumé Toepassingen: schakelen van condensatoren Impulsbedrijf Technologie van condensatoren

7. Spoelen 7.1. 7.2. 7.3. 7.4.

Zelfinductie Zelfinductiespanning Laden en ontladen Gedrag van een spoel op wisselspanning

Deel 2: Wisselspanning en wisselstroom 1. Basisbegrippen 1.1 Wisselspanning, wisselstroom versus gelijkspanning, gelijkstroom 1.2 Gemiddelde waarde en effectieve waarde 1.3 Voordelen avn wisselspanning, wisselstroom 1.4 Fase 1.5 Vectordiagram 1.6 Frequentie, cirkelfrequentie, periode


8

Elektriciteit

3/4

2. Enkelvoudige kringen 2.1 Weerstand 2.2 Spoel 2.3 Condensator 2.4 Vergelijking weesrtand, spoel en condensator

3. Serieschakeling 3.1 Serieschakeling van twee componenten 3.1.1 Weerstand en condensator 3.1.2 Weerstand en spoel 3.1.3 Spoel en condensator 3.2 Serieschakeling van weerstand, spoel en condensator

4. Parallelschakeling 4.1 Twee parallel geschakelde componenten 4.1.1 Weerstand en condensator 4.1.2 Weerstand en spoel 4.1.3 Spoel en condensator 4.2 Parallelschakeling van weerstand, spoel en condensator

5. Complexe rekenwijze bij elektriciteit 5.1 Voorstelling van een complex getal 5.2 Verschillende voorstellingswijzen van een complex getal 5.3 Bewerkingen met complexe getallen 5.4 Complex gedrag van een weerstand, spoel en condensator 5.5 Combinatie van elementen

6. Gemengde kringen 6.1 Uitwerking van een gemengde kring met een vectordiagram 6.2 Complexe rekenwijze bij gemengde kringen

7. Vermogen in wisselstroom 7.1. Definitie 7.2. Soorten 7.3 Actief vermogen 7.4 Reactief vermogen 7.5 Schijnbaar vermogen 7.6 Actief, reactief en schijnbaar vermogen voor capacitieve kringen 7.7 Algemene formules 7.8 De arbeidsfactor 7.9 Verbeteren van de arbeidsfactor 7.10 Toepassingen


9

Elektriciteit

4/4

Deel 3: Driefasen spanningen en stromen 1. Onderlinge verbinding van de fasen 2. Interconnecties tussen driefasen spanningsbronnen en driefasen belastingen 3. Verbeten van de arbeidsfactor bij driefasen symmetrische belasting 4. Opdrachten

Cursustekst-Handboek Cursustekst


10

Mechanismen

1/3

Situering in het studieprogramma Eerste jaar – 40 lestijden Doel Het doel van de cursus ‘Mechanismen’ is kennis te hebben over de belangrijkste mechanische wetten in functie van de toepasbaarheid in de automatisering. Bij ieder mechanisch ontwerp gekoppeld aan een regel- of besturingsprobleem heeft de ontwerper te maken met zowel de analyse van de krachtenwerking, van de bewegingen en van het dynamisch gedrag. Een praktijkgerichte benadering van de kinematica, de statica en de dynamica vormen de basis van de cursus. Tevens worden enkele typische mechanismen behandeld die in de automatisering vaak voorkomen. Inhoud 1. Kinematica 1.1. Samenstellen en ontbinden van bewegingen 1.1.1. Samenstellen van eenparige rechtlijnige bewegingen 1.1.2. Een beweging ontbinden in twee eenparige rechtlijnige bewegingen 1.1.3. Samenstellen en ontbinden van twee rechtlijnige bewegingen 1.1.4. De horizontale worp 1.1.5. De schuine worp 1.1.6. Oefeningen 1.2. Beweging van lichamen 1.2.1. De beweging van een star lichaam 1.2.2. Splitsing van een vlakke beweging in een translatie en rotatie 1.2.3. Ogenblikkelijke rotatiepool 1.2.4. Voorbeelden 1.2.5. Oefeningen

2. Statica 2.1. Samenstelling van samenlopende krachten 2.1.1. Samenstellen van samenlopende krachten in een vlak 2.1.2. Samenstellen van samenlopende krachten in de ruimte 2.1.3. Oefeningen 2.2. Momenten en koppels van krachten 2.2.1. Moment van een kracht ten opzichte van een punt 2.2.2. Moment van een kracht ten opzichte van een as 2.2.3. Moment van een kracht in de ruimte 2.2.4. Oefeningen 2.3. Samenstellen van willekeurige krachten 2.3.1. Samenstellen van willekeurige coplanaire krachten 2.3.2. Samenstellen van van willekeurige niet- coplanaire krachten 2.3.3. Oefeningen


11

Mechanismen

2/3

2.4. Evenwicht van lichamen 2.4.1. Vrij en gebonden lichaam 2.4.2. Evenwichtsvoorwaarden van lichamen 2.4.3. Tweedimensionale verbindingen 2.4.4. Evenwicht in een vlak 2.4.5. Evenwicht door wrijvingskrachten 2.4.6. Driedimensionale verbindingen 2.4.7. Evenwicht in de ruimte 2.4.8. Oefeningen

3. Dynamica 3.1. Dynamica van een lichaam 3.1.1. Stoffelijk punt- star lichaam 3.1.2. Wetten van Newton 3.1.3. Traagheidskracht 3.1.4. Evenwichtsvergelijking van d’Alembert 3.1.5. Voorbeelden 3.1.6. Oefeningen 3.2. Centripetale kracht 3.2.1. De normaalversnelling 3.2.2. Centripetale of middelpuntzoekende kracht 3.2.3. Centrifugale of middelpuntvliedende kracht 3.2.4. Voorbeelden 3.2.5. Oefeningen 3.3. Rotatie van een lichaam 3.3.1. Normaal en tangentiële versnelling 3.3.2. Moment en hoekversnelling 3.3.3. Massatraagheidsmoment van een lichaam 3.3.4. Traagheidskoppel 3.3.5. Evenwichtsvergelijking van d’Alembert bij rotatie 3.3.6. Voorbeelden 3.3.7. Oefeningen

4. Arbeid, vermogen en rendement 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5.

Arbeid Vermogen Rendement Voorbeeld Oefeningen

5. Energie 5.1. 5.2. 5.3. 5.4. 5.5. 5.6.

Energievormen Mechnaische energie Energieomzetting Energievergelijking Voorbeelden Oefeningen


12

Mechanismen

3/3

6. Impuls- krachtstoot 6.1. 6.2. 6.3. 6.4. 6.5.

De begrippen impuls en krachtstoot Voorbeelden Behoud van impuls Centrale botsing Oefeningen

Handboek Theoretische mechanica M. Lemmens Uitgeverij: Wolters Plantyn ISBN: 9030178973


13

Industriële meettechniek

1/2

Situering in het studieprogramma Eerste jaar – 40 lestijden Doel Het doel van deze module is de studenten vertrouwd te maken met de eigenschappen, de mogelijkheden en de beperkingen van enkele in de industrie frequent voorkomende meetinstrumenten en –technieken voor het meten van fysische grootheden. Specifieke aandachtspunten worden onderstreept. Verder wordt voldoende aandacht gevestigd op de noodzaak voor een zorgvuldige omgang met meetresultaten. Inhoud 1. Eenheden en foutendiscussie 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7.

Inleiding Eenheden Dimensie Foutendiscussie Bepaling van meetresultaten met hun nauwkeurigheid uit metingen Presentatie van meetresultaten Oefeningen

2. Meting van toestandsgrootheden m.b.v. het rekstrookje 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6.

Inleiding Rek Rekstrookjes Keuze van rekstrookjes Opnemers met rekstrookjes Oefeningen

3. Meting van de druk in een vloeistof en een gas 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6. 3.7. 3.8.

Inleiding Eenheden Beschouwingen over druk Drukmeting Met vloeistof gevulde drukverschilmeters Drukmeters op basis van elastische vervorming Drukmeters gebaseerd op elektrische effecten Oefeningen


14

Industriële meettechniek

2/2

4. Meting van niveau 4.1. Inleiding 4.2. Inhoud van vaten 4.3. Meting met peilstok en meetlint 4.4. Meting met vlotter 4.5. Meting met verdringer 4.6. Meting op basis van mechanische en akoestische trillingen 4.7. Meting d.m.v. thermische en optische stralingsverschijnselen 4.8. Meting op basis van elektrische en elektronische verschijnselen 4.9. Meting op basis van gewichtsbepaling 4.10. Oefeningen

5. Meting van doorstromende hoeveelheid 5.1. 5.2. 5.3. 5.4. 5.5. 5.6. 5.7. 5.8.

Inleiding Volumemeters met vaste meetkamer Volumemeters met verdringing Snelheidsmeters Drukverschil doorstromingsmeters Stromingsmeters met veranderlijke doorsnede Vortexmeters Oefeningen

6. Meting van temperatuur 6.1. 6.2. 6.3. 6.4. 6.5. 6.6.

Inleiding Gas-, druk- en spanningsthermometer Vloeistofuitzettingsthermometers Metaaluitzettingsthermometers Elektrische thermometers Oefeningen

Cursustekst-Handboek Leerboek Fysische Meettechniek A.H.C. van Maldegem, C.J. van Beekum Uitgeverij: Stam Techniek


15

Labo industriële meettechniek

1/1

Situering in het studieprogramma Eerste jaar – 40 lestijden Doel Het doel van dit labo is tweeërlei. Enerzijds biedt het uitvoeren van deze proeven de mogelijkheid tot het verwerven van praktische vaardigheden die toepasbaar zijn in concrete situaties. Anderzijds kan men dit als een unieke gelegenheid beschouwen om zijn manier van verslaggeving bij te schaven met daarbij grote aandacht voor de voorstelling van meetresultaten vergezeld van zinvolle conclusies. Inhoud

Deel 1:

Meetproeven die worden uitgevoerd in het practicum van ACE-GROEP T

1. Positieve temperatuurscoëfficiënt 2. Negatieve temperatuurscoëfficiënt 3. Weerstandsmeetmethoden 4. Radioactiviteit: stralingsmeting 5. De oscilloscoop 6. Thermokoppels

Deel 2:

Meetproeven die worden uitgevoerd bij ACTA (Antwerps Centrum voor Toegepaste Automatiseringstechniek)

1. Meting van druk in vloeistof en gas 2. Meting van niveau 3. Meting van doorstromende hoeveelheid 4. Meting van temperatuur Cursustekst-Handboek Practicumtekst Leerboek Fysische Meettechniek A.H.C. van Maldegem, C.J. van Beekum Uitgeverij: Stam Techniek


16

Pneumatische sturingen

1/2

Situering in het studieprogramma Eerste jaar – 40 lestijden Doel Door de stormachtige ontwikkeling van de automatisering is ook het belang van de pneumatiek enorm toegenomen. Dit voornamelijk omdat pneumatische aandrijvingen zeer rendabel en flexibel toepasbaar zijn. De eenvoud en de flexibiliteit van elektronische sturingen verdringen traag maar zeker pneumatische informatieverwerking. In bepaalde omstandigheden zijn pneumatische sturingen echter nog steeds de meest aangewezen oplossing. Het doel van deze module is de studenten een overzicht te geven van de pneumatische apparatuur en de toepasbaarheid hiervan. Deze kennis is noodzakelijk om in een tweede deel betrouwbare pneumatische en elektropneumatische sturingen te ontwerpen. Inhoud

Deel 1:

Inleiding in de pneumatiek

1. Inleiding 1.1. Kenmerken van perslucht 1.2. Economische aspecten 1.3. Natuurkundige principes

2. Persluchtproductie 2.1. Compressoren 2.2. Belangrijke punten bij de aanschaf van een compressorinstallatie

3. Persluchtverdeling 3.1. Bepalen van de leidingdiameter 3.2. Aanleg van persluchtleidingen

4. Conditionering van perslucht 4.1. Begrippen 4.2. Conditionering aan de compressorinstallatie 4.3. Conditionering aan de machines 4.3.1. Filters 4.3.2. Drukregelaars 4.3.3. Smeertoestellen 4.3.4. Drogers 4.3.5. Veilig opstartventielen

5. Cilinders 5.1. Enkelwerkende cilinders 5.2. Dubbelwerkende cilinders 5.3. Dimensioneren van cilinders


17

Pneumatische sturingen

2/2

6. Ventielen 6.1. 6.2. 6.3. 6.4.

Stuurventielen Blokkeerventielen Drukregelventielen Stroomregelventielen

7. Pneumatische en elektrische magneetschakelaars 8. Druk- en vacuumschakelaars

Deel 2:

Besturingstechniek

1. Inleiding 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5.

Begrippen Energievormen voor arbeids- en besturingsgedeelte Kenmerken van verschillende soorten besturingen Weergave van bewegingen en schakelstanden Het uitwerken van besturingsproblemen

2. Pneumatische besturingen 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5.

Het tekenen van pneumatische schema’s Pneumatische basisschakelingen Mogelijkheden voor het oplossen van schakelproblemen Het ontwerpen van wegafhankelijke programmabesturingen Schakelingen voor besturingen met geheugens

3. Elektropneumatische besturingen Cursustekst-Handboek Inleiding in de pneumatiek Uitgeverij: Festo Didactic Besturingstechniek 1: Basisschakelingen van de pneumatiek en de elektropneumatiek J.P. Hasebrink – R. Kobler Uitgeverij: Festo Didactic


18

Labo pneumatische sturingen

1/1

Situering in het studieprogramma Eerste jaar – 40 lestijden Doel De werking en toepassingen van de verschillende ventielen en basisschakelingen worden stap voor stap uitgelegd. Vervolgens ontwerpen de studenten zelf verschillende basisschakelingen en testen deze uit op de schakelborden. Men wordt vertrouwd gemaakt met het simulatieprogramma PneuSim om ontwerpen te evalueren. Tot slot wordt de studenten aangeleerd hoe men volgorde op verschillende manieren kan implementeren, waarna meer concrete problemen uit de praktijk bestudeerd worden. Inhoud 1. Basisschakelingen 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7.

2/2-, 3/2-, 4/2-, 5/2-, 3/3-, 4/3- en 5/3-ventielen Snelheidsregelventiel Tijdsventiel Impulsvormer Snelontluchting Switch Noodstop

2. PneuSim 2.1. Basisschakelingen uittesten

3. Volgordeschakelingen 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5.

Toepassing 14 Toepassing 15a: cyclus met 2 cilinders Toepassing 15b: cyclus met 3 cilinders Toepassing 16a: boorcyclus met 2 cilinders Toepassing 16b: cyclus met 3 cilinders

4. Toepassingen in de praktijk Bibliografie Practicumtekst


19

Programmeerbare logische sturingen

1/3

Situering in het studieprogramma Eerste jaar – 40 lestijden Doel De PLC (Programmable Logic Controller) is onmisbaar geworden in de wereld van de industriële automatisering, waar hij wordt ingezet voor de besturing van machines, van assemblagelijnen en van allerhande processen. Daarom is het van essentieel belang een degelijke kennis bij te brengen van de PLC als onmisbare schakel in de automatiseringspiramide. Het is de bedoeling van deze module om een inzicht te verschaffen in de fundamentele werking van de PLC. Hierbij wordt getracht deze werking uit te leggen los van een bepaalde type PLC. Daarom wordt in de theorie gewerkt met Booleaanse vergelijkingen of met een fictieve bevelenset, die wel zo goed mogelijk weergeeft wat het desbetreffende bevel uitvoert. Dankzij deze algemene inzichten zal het voor de student geen probleem stellen om met eender welk merk van PLC te beginnen werken. Inhoud 1. Definitie van automatiseren 1.1. 1.2. 1.3. 1.4.

Mechanisatie en automatisering Waarom automatiseren? Processen en systemen Analyse en synthese

2. Systematische procesanalyse 2.1. 2.2. 2.3. 2.4.

Procesbeschrijving en algoritme Het stappendiagram Het organigram Het besturingsschema

3. Booleaanse bewerkingen 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6. 3.7.

De EN-bewerking De OF-bewerking De EXOF-bewerking De logische ontkenning Combinaties van logische bewerkingen Booleaanse algebra Het Karnaughdiagramma

4. Procesbesturing 4.1. 4.2. 4.3. 4.4.

Sensoren en actuatoren Relaisschakelingen De PLC Procescomputers


20


2/3

5. Opbouw van een PLC 5.1. 5.2. 5.3. 5.4.

Het geheugen De centrale verwerkingseenheid De in- en uitgangen Communicatie

6. Werking van een PLC 6.1. 6.2. 6.3. 6.4. 6.5.

PLC programma-instructies De accumulator Het PLC-programma De adressering bij een PLC Programmeren van een PLC

7. Veel gebruikte PLC-programmeertalen 7.1. 7.2. 7.3. 7.4. 7.5.

Het ladderdiagram Programmeren met functieblokken PLC-code en Booleaanse vergelijkingen Grafcet voor sequentiële besturingen Enkele veel gebruikte basisstructuren in Grafcet

8. Logische besturingsfuncties 8.1. De SET-instructie 8.2. De logische EN 8.3. De logische OF 8.4. De logische NOT 8.5. Het gebruik van haakjes 8.6. De S/R-instructie 8.7. Flankdetectie 8.8. De shift-instructie 8.9. De exclusieve OF 8.10. De lege instructie

9. Tijd- en telfuncties 9.1. Tijdfuncties 9.1.1. Opkomvertraging 9.1.2. Afvalvertraging 9.1.3. Pulsgenerator 9.2. Telfuncties

10. Rekenen met een PLC 10.1. Een register of woord 10.2. Woordinstructies 10.3. Diverse operanden bij woordinstructies 10.4. Enkele programmavoorbeelden


21


3/3

11. Sequentiesturing met de PLC 11.1. Basisstructuur 11.2. Initialisatie van een sequencer 11.3. Beëindigen van een sequencer 11.4. Enkele tips 11.5. Opbouw van een sequencer met rekenkundige instructies

12. Bijzondere PLC-functies 12.1. De spronginstructie 12.2. Het schuifregister 12.3. Tijdskanalen

13. Inbouwen en aansluiten van een PLC 13.1. Elektrische aansluiting van een PLC 13.2. Aansluiten van in- en uitgangen 13.3. Aarding 13.4. De I/O-lijst 13.5. Elektrische kast voor inbouw van de PLC

14. Documenteren en uittesten van PLC-programma’s 14.1. PLC-documentatie 14.2. Uittesten van een PLC-programma 15. Keuze van een PLC



22

Labo programmeerbare logische sturingen

1/2

Situering in het studieprogramma Eerste jaar – 60 lestijden Doel Het is de bedoeling dat de student aan het einde van het labo op het niveau van een Junior PLCprogrammeur staat. Het labo voorziet in een aantal sessies programmeeroefeningen waar de studenten in de praktijk kunnen kennismaken met een PLC. Zij leren er onder andere programmeren in de STEP 7-taal van Siemens, een taal die erop gericht is op een gestructureerde manier besturingsprogramma’s te implementeren. Inhoud 1. Kennismaking met de S7-300 PLC en de STEP 7-taal 1.1. Aanmaken van een project 1.2. Programmatie in OB1

2. Afvraag- en aanstuurinstructies 2.1. A- en O-instructies 2.2. =-, S- en R-instructies

3. Tijdsfuncties 3.1. Opkomvertraging 3.2. Afvalvertraging

4. Impulsgenerator 4.1. Oefening op Blinker

5. Telfuncties 5.1. Oefening: karretje links en rechts

6. Woordverwerking en databouwstenen 6.1. Oefening op duimwielschakelaars

7. Functiebouwstenen 7.1. Gestructureerd programmeren

8. Schuifregisters 8.1. Oefening op transportbaan flesjes

9. Stappendiagramma 9.1. Oefening boorkopsturing

10. Kennismaking met de Omron PLC 10.1. Bedrijfsbezoek en bedrijfspracticum bij Omron


23

Labo programmeerbare logische sturingen

2/2

11. Programmeertips 12. CIP-oefening: stand-by 13. CIP-oefening: reinigingssequentie Cursustekst-Handboek Labotekst


24

Leerinhouden: doel, inhoud en bibliografie Tweede jaar Industriële regeltechniek Labo industriële regeltechniek Elektronisch sturen van motoren Labo elektronisch sturen van motoren Labo computerondersteund ontwerp


25

Industriële regeltechniek

1/5

Situering in het studieprogramma Tweede jaar – 80 lestijden Doel De module is tweeledig en heeft tot doel de studenten een grondig inzicht te verschaffen in de regeltechniek. Met behulp van praktische voorbeelden worden de verschillende functies, die in een gesloten regelsysteem voorkomen, logisch afgeleid en gedefinieerd. Ook de technologie van regelkringen komt reeds vroeg aan bod. Zo zal men kennismaken met standaardsignalen, regelaars, actuatoren en omvormers. De dynamische parameters van een proces of regelaar worden in een eerste deel van de cursus vooral bepaald door een stapantwoord. Hiertoe wordt het gedrag van de P-, PI-, PD- en PIDregelaars en –processen eerst in een open kring behandeld. In een tweede deel van de cursus wordt aan de reeds behandelde onderwerpen een wiskundige ondersteuning toegevoegd. Belangrijkst blijft echter een fysisch inzicht te verwerven in de invloed van de verschillende regelacties. Het effect van het veranderen van parameters op het dynamisch gedrag moet door de technicus kunnen voorspeld worden. Het geheel wordt afgesloten met het optimaliseren van regelkringen en een reeks praktische afstelprocedures. Inhoud 1. Het begrip regelen 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7. 1.8.

Niveauregeling van Heron Niveauregeling door een persoon Eenvoudige centrale verwarming Centrale verwarming met vierwegskraan Elektronische aan/uit-regeling Servosysteem, volgsysteem Toerentalregeling met gelijkstroommotor Elektronisch gestuurde temperatuurregeling

2. Opbouw van regelkringen 2.1. Regelkring met modulen 2.2. Blokschema met gestandaardiseerde regelkring 2.3. Functies van een regelkring 2.4. Open en gesloten regelsystemen 2.5. Soorten regelingen 2.6. Tegengesteld werkende regelaars 2.7. Continue regelaar versus aan/uit-regelaar 2.8. Gedrag van regelkringen 2.9. Regelkringen in industriële processen 2.10. Controlezaal 2.11. Internationale benamingen


26


2/5

3. Technologie van regelkringen 3.1. Standaardsignalen 3.2. Soorten standaardwaarden 3.3. Pneumatische regelaar 3.4. Hydraulische regelaar 3.5. Elektronische regelaar 3.6. Signaalomvormers 3.7. Regelklep 3.8. Corrigerend orgaan 3.9. Klepaandrijvingen 3.10. Soorten kleppen 3.11. Overzicht corrigerende organen

4. Eigenschappen van processen 4.1. Statisch gedrag van een proces 4.2. Standaardwaarde 4.3. Dynamisch onderzoek van een proces 4.4. Zelfregelende en niet-zelfregelende processen 4.5. Proces met code 4.6. Stapresponsie van een nulde-orde-, eerste-orde- en tweede-orde-proces 4.7. Orde van grootte van dode tijden en tijdconstanten 4.8. Stapresponsie met oscillerend karakter 4.9. Stapresponsie van een niet-zelfregelend proces 4.10. Opnemen van het stapantwoord van een proces 4.11. Regelbaarheid van processen 4.12. Aanpassen van de regelaar aan het proces 4.13. Procesgrootheden en hun eenheden

5. Aan/uit-regelkringen 5.1. Aan/uit-regelkring met bimetaal 5.2. Drukregeling in waterleiding 5.3. Niveauregeling in een opslagtank 5.4. Drukregeling in het vat van een luchtcompressor 5.5. Spanningsregeling in een auto 5.6. Elektronische aan/uit-regelaar 5.7. Aan/uit-regelaar bij een eerste-orde-proces 5.8. Amplitude en periode bij aan/uit-regeling 5.9. Belang van hysteresis 5.10. Aan/uit-regelaar met hysteresis 5.11. Aan/uit-regelaar met hysteresis en dode tijd 5.12. Amplitude en periode bij aan/uit-regelaar met hysteresis 5.13. Aan/uit-regelaar bij proces van hogere orde 5.14. Vergelijking aan/uit-regelaar met proportionele regelaar


27


3/5

6. P- en PI-regelaar in open kring 6.1. Proportionele regelaar 6.2. Procentuele proportionele band 6.3. Verband tussen versterking en proportionele band 6.4. Proportionele regelaar met voorinstelling 6.5. Stapantwoord bij een P-regelaar 6.6. Instelknoppen voor de P-regelactie 6.7. Integrerende regelaar 6.8. Stapantwoord van een I-regelaar 6.9. Formules voor de I-regelaar 6.10. Integratietijd Ti 6.11. Integraalvoorstelling van de I-regelaar 6.12. PI-regelaar 6.13. Maatgetal voor de I-actie in een PI-regelaar 6.14. Genormaliseerde formules voor de PI-regelaar

7. PD- en PID-regelaar in open kring 7.1. Snelheid waarmee een grootheid veranderd 7.2. Differentiërende regelaar 7.3. PD-regelaar en stapsprong 7.4. PD-regelaar en lineaire afwijking 7.5. PD-regelaar met voorinstelling voor P-regelaar 7.6. Genormaliseerde formules van de PD-regelaar 7.7. PID-regelaar en stapsprong 7.8. PID-regelaar en lineaire afwijking 7.9. PID-regelaar en oscillerende afwijking 7.10. Overzicht continue regelaars

8. Regelaar en proces in gesloten kring 8.1. 8.2. 8.3. 8.4. 8.5. 8.6. 8.7.

Statische instelling van P-regelaar en proces Berekening van de statische instelling afwijking Dynamische responsies van regelaar-proces Dynamische responsies van regelaar-proces Wisselwerking van proces en regelaar Stapresponsie van P-regelaar en proces P-regelaar en proces 8.7.1. Verstellen van gewenste waarde 8.7.2. Storingsantwoord 8.8. I-regelaar en proces 8.8.1. Verstellen van gewenste waarde 8.8.2. Storingsantwoord 8.9. PI-regelaar en proces 8.9.1. Verstellen van gewenste waarde 8.9.2. Storingsantwoord 8.10. PD-regelaar en proces 8.10.1. Storingsantwoord 8.11. PID-regelaar en proces 8.11.1. Storingsantwoord 8.12. Praktisch meten van een gesloten kring 8.13. Effect van instelknoppen op het systeem


28


4/5

9. Optimaliseren van regelkringen 9.1. 9.2. 9.3. 9.4. 9.5. 9.6. 9.7.

Oscilleren van regelaar en proces Optimaal uitregelen Relatie soort regelaar en type proces Criteria voor de kwaliteit van het uitregelen Instelparameters van regelaar en proces Ontleding van opgenomen stapantwoorden Instelwaarden en stapantwoorden op een storing

10. Instelregels 10.1. Instelregels als de procesparameters gekend zijn 10.2. Instelregels als de procesparameters niet gekend zijn 10.3. Instelregels van niet-zelfregelende processen 10.4. Afregelprocedure van Taylor 10.5. Probeer- en vervangmethode 10.6. Afregelvoorstellen volgens Leeds & Northrup 10.7. Instelvoorschriften van Foxboro 10.8. Instelvoorschriften volgens Pressler 10.9. Instelvoorschriften volgens Schafer 10.10. Instelvoorschriften voor processen zonder zelfregeling 10.11. Instelvoorschriften voor processen van hogere orde

11. Blokschema 11.1. 11.2. 11.3. 11.4. 11.5. 11.6. 11.7. 11.8.

Basisbegrippen Oorzaak en gevolg bij een fysisch stelsel Blokschema Dynamisch gedrag van een fysisch stelsel Samenwerking van signalen Serie- en parallel geschakelde blokken Regelaar Proces

12. Basis overdrachtsfuncties 12.1. 12.2. 12.3. 12.4.

Versterker Integrator Differentiator Dode tijd

13. Sinusresponsie 13.1. 13.2. 13.3. 13.4. 13.5. 13.6. 13.7.

Sinusresponsie Soorten frequentiediagrammen Berekenen van de sinusresponsie uit de overdrachtfunctie Sinusresponsie van de elementaire overdrachtfuncties Sinusresponsie van een eerste-orde-proces Sinusresponsie van een tweede-orde-proces Sinusresponsie van in serie geschakelde blokken

14. Stabiliteit 14.1. Open kring 14.2. Stabiliteit van een regelkring


29


5/5

Cursustekst-Handboek Regeltechniek 1 J. Hay Uitgeverij: Die Keure Regeltechniek 2 J. Roelants Uitgeverij: Die Keure Bibliografie Fundamenten van de regeltechniek C. Clercx Uitgeverij: Plantijn


30

Labo industriële regeltechniek

1/2

Situering in het studieprogramma Tweede jaar – 80 lestijden Doel De studenten via simulatie en/of gebruik van een ingebouwde PID-regelaar in een PLC, proefondervindelijk de theorie doen toetsen en de regelaars leren implementeren en leren afstellenin een regelkring. Verder worden de praktische vaardigheden bijgebracht om een regelaar geïntegreerd in een PLC-programma te gebruiken. Inhoud 1. Studie van de stapresponsie en parameters van eerste en tweede orde processen zonder en met dode tijd met het simulatieprogramma van Die Keure 2. Studie van de aan/uit-regelaar in een gesloten kring met eerste en tweede orde processen zonder en met dode tijd met het simulatieprogramma van Die Keure 3. Programmeren van een aan/uit-regelaar zonder en met hysteresis (ook regelbaar) in Step 7 4. Studie van de stapresponsies en parameters van de verschillende analoge regelaars met het simulatieprogramma van Die Keure 5. Analoge ingangen en uitgangen gebruiken van een S7 PLC 5.1. Inlezen en aansturen 5.2. Herschalen

6. De softwarematig ingebouwde PID-regelaar (bibliotheeksoftware) van een S7 PLC configureren als P-, I-, D-, PI-, PD- en PID-regelaar 7. Studie van de verschillende soorten regelaars in een gesloten kring met de verschillende processen met het simulatieprogramma van Die Keure 8. Regeling van een condensatorspanning met de PID-regelaar van een S7 PLC voor een eerste en een tweede orde netwerk (de dode tijd kan in de S7 geprogrammeerd worden) 9. Experimenteren met de afstelregels voor regelaars


31

Labo industriële regeltechniek

2/2

Cursustekst-Handboek Practicumboek Regeltechniek 1 J. Hay Uitgeverij: Die Keure Bibliografie Simatic S7 Programmeren Uitgeverij: Siemens Institute - 1997 Regeltechniek 2 J. Roelants Uitgeverij: Die Keure Fundamenten van de regeltechniek C. Clercx Uitgeverij: Plantijn


32

Elektronisch sturen van motoren

1/2

Situering in het studieprogramma Tweede jaar – 40 lestijden Doel Eerst zorgen we dat de studenten voldoende inzicht hebben in de fundamentele eigenschappen en karakteristieken van de asynchrone motor, waarna de sturingen aan bod komen. Het belang van de frequentieregelaar voor een automatisatieproces wordt besproken. Daarna zijn de verschillende types en de algemene opbouw van de frequentieregelaar aan de orde, waarna we inzoemen op deze verschillende bouwstenen. De nadruk wordt gelegd op inzicht in de stuurschakelingen. Inhoud

Deel 1: De driefasige asynchrone motor Hoofdstuk 1: Inleiding 1) 2) 3) 4)

Algemeenheden Voordelen van traploze toerentalregeling Sturen of regelen? Draaistroommotoren

Hoofdstuk 2: Introductiehoofdstuk 1) Schematisch overzicht van de wisselstroommachines 2) Het driefasig net

Hoofdstuk 3: Normalisatie 1) 2) 3) 4) 5) 6)

Inleiding Basisprincipe Voorkomende aansluitingen bij driefasige machines Wikkelingen bij collectorloze wisselstroommachines Bepalen van de draaizin Overzicht van het gebruik van hoofdletters

Hoofdstuk 4: De driefasige asynchrone motor 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11) 12)

Inleiding Opbouw De driefasige asynchrone motor bij netbedrijf Werking van de driefasige asynchrone motor Karakteristieken van de asynchrone motor Lastkoppelkromme Aanloop van de asynchroonmotor: versnellingskoppel, aanlooptijd Snelheidsgedrag in het normaal werkingsgebied De sleepringmotor Rendement en verlies Toerentalregeling Motorgegevens


33

Elektronisch sturen van motoren

2/2

Deel 2: Frequentie- omvormers Hoofdstuk 1: Inleiding 1) 2) 3) 4) 5)

Het basisschema van de frequentie- omvormers De thyristor De diac De triac De GTO

Hoofdstuk 2: Gelijkrichters met dioden 1) Inleiding 2) Inductief belaste gelijkrichter 3) Driefasen brugschakeling

Hoofdstuk 3: Gestuurde gelijkrichters 1) 2) 3) 4)

Enkelzijdige eenfase- schakeling: ohms belast (E1- mutator) Ohms inductief belaste E1- mutator Volgestuurde B2- mutator, ohms- inductief belast Volgestuurde driefasen- thyristorbrug, ohms belast (B6- mutator)

Hoofdstuk 4: Tussenkring 1) Algemeen 2) Hakkers 3) De geschakelde voeding

Hoofdstuk 5: Omvormers 1) 2) 3) 4) 5)

Principe Transistors Impulsamplitudemodulatie Pulsbreedtemodulatie Uitdieping pulsbreedtemodulatie

Hoofdstuk 6: Inbedrijfstelling (Altivar) 1) 2) 3) 4)

Algemeen Functioneel schema Aandrijfcombinatie motor/ frequentie- omvormer Bijzonderheden

Hoofdstuk 7: Nieuwe trends op de arbeidsmarkt



34

Labo elektronisch sturen van motoren

1/2

Situering in het studieprogramma Tweede jaar – 40 lestijden Doel Om te vermijden dat het theoretisch deel te ver zou afwijken van de realiteit, worden aanvullend een aantal labosessies georganiseerd. Hier wordt vooral aandacht besteed aan de werking van de asynchrone motor en de frequentieregelaar. Aanloopmethoden, karakteristieken interpreteren, verschillende meetmethoden gebruiken, belasten en remmen komen ondermeer aan bod. Ook schakelingen met vermogencomponenten en gelijkrichters met verschillende belasting, komen tijdens het labo praktisch aan bod. Inhoud Proef 1: De asynchrone motor 1.1 Algemeenheden 1.2 Opgave 1.3 Aanloop met ster- driehoekschakelaar 1.4 Aanloop met rotorweesrtand 1.5 Bepalen van nullastverliezen en mechanische verliezen 1.6 Kortsluitproef 1.7 Bijkomende informatie Proef 2: Frequentiesturing van een 3-fasige kooiankermotor met simovert frequentieregelaar 2.1 Schakeling 2.2 Bedrijfsinstellingen 2.3 Bedieningsmogelijkheden 2.4 Opgaven Proef 3: Gelijkrichting 3.1 Doelstelling 3.2 Algemeen 3.3 De enkelzijdige gelijkrichting 3.4 De dubbelzijdige gelijkrichting 3.5 Bediening scoop Proef 4: DC- sturing bij een thyristor Proef 5: AC- sturing bij een thyristor Proef 6: Faze- aansnijding bij een triaccircuit


35

Labo elektronisch sturen van motoren

2/2

Proef 7: 3- fasige enkelzijdige gelijkrichting met resistieve belasting 7.1 Doel 7.2 Benodigdheden 7.3 Schema 7.4 Werkwijze 7.5 Bespreking 7.6 Waarneming 7.7 Besluit Proef 8: 3- fasige dubbelzijdige gelijkrichting A) Met resistieve belasting 8.1 Doel 8.2 Benodigdheden 8.3 Schema 8.4 Werkwijze 8.5 Bespreking B) Met capacitieve belasting 8.1 Doel 8.2 Benodigdheden 8.3 Schema 8.4 Werkwijze 8.5 Waarneming C) Met inductieve belasting 8.1 Doel 8.2 Benodigdheden 8.3 Schema 8.4 Werkwijze 8.5 Besluit

Cursustekst-Handboek Labotekst


36

Labo computerondersteund ontwerp

1/3

Situering in het studieprogramma Tweede jaar – 80 lestijden Doel Het doel van de module ‘Computerondersteund ontwerp’ is het bijbrengen van een aantal tekentechnieken met behulp van de computer. De cursus bestaat uit 2-dimensionaal tekenen, 3dimensionaal tekenen en optimalisatie en programmatie. Dit vooral met het oog op het gebruik van de tekeningen in CAD/CAM-technieken (CNC-machines in het derde studiejaar). Het gebruikte programma is AutoCad 2002. Inhoud

Deel 1: 2-Dimensionaal tekenen 1. Introductie-start van een tekening 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5.

Start Scherm Vier basisbehandelingen Tekenhulpmiddelen Oefeningen

2. Positionering 2.1. Rechthoekige coördinaten: relatief en absoluut 2.2. Poolcoördinaten: relatief en absoluut 2.3. Vangfuncties: eindpunt, middelpunt, loodrecht, punt, snijpunt, middencirkel, snap from, raaklijnig, settings, … 2.4. Filters 2.5. Raster 2.6. Oefeningen

3. Tekenfuncties 3.1. Lijn, boog, cirkel, multilijn, polygoon, polylijn, rechthoek, block, insert block, punt, constructielijn, spline, ellips 3.2. Oefeningen op positionering en tekenfuncties

4. Grafische manipulaties 4.1. Verschalen, kopiëren, draaien, verplaatsen, spiegelen, uitlijnen, breken, verschalen, verlengen, afronding, afschuining, eigenschappen, rekken, … 4.2. Oefeningen

5. Selectiemethodes 6. Layers 6.1. Lagen, eigenschappen, lijntypes 6.2. Oefeningen


37

Labo computerondersteund ontwerp

2/3

7. Blokken 7.1. Oefeningen

8. Tekst 9. Attributen 9.1. Oefening titelbalk

10. Arcering 11. Dimensioneren en plotten 11.1. Mvsetup 11.2. Viewports 11.3. Modelspace 11.4. Paperspace

12. Isometrische projectie – External references 13. Customising

Deel 2: 3-Dimensionaal tekenen 1. Introductie in 3D 1.1. Soorten modellen: lijnenmodel, vlakkenmodel, volumemodel

2. Positionering 2.1. 2.2. 2.3. 2.4.

Coördinatenstelsel UCS-stelsel Kijkrichting Oefeningen lijnen- en vlakkenmodel

3. Grafische manipulaties 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5.

Unie, doorsnede, aftrekken Extrusie, omwenteling Afschuining, afronding van vlakken Wijzigen van 2D-elementen naar 3D-elementen, regions Oefeningen volumemodel

4. Dimensioneren en plotten 4.1. 4.2. 4.3. 4.4.

Viewport Arcering Bemating in 3D Doorsneden en aanzichten



38

Leerinhouden: doel, inhoud en bibliografie Derde jaar CNC-machines Labo CNC-machines Industriële robots Labo industriële robots Flexibele productieautomatisering Labo flexibele productieautomatisering Productiebeleid Ondernemingsproject


39

CNC-machines

1/2

Situering in het studieprogramma Derde jaar – 40 lestijden Doel Numeriek bestuurde productiemiddelen worden op ruime schaal toegepast. Onderwerpen die aan de orde komen zijn: opbouw en werking van CNC-machines, bewerkingscentra, besturingen, aandrijvingen en meetsystemen. Vervolgens wordt een inleiding tot de verspaningstechnologie gegeven en wordt ingegaan op de programmering van CNC-machines, zowel bij het draaien als bij het frezen. Tevens wordt aandacht besteed aan de koppeling met CAD. Dit wordt in het practicum concreet toegepast door het uitwerken van projecten waarbij er stukken moeten geprogrammeerd en gefabriceerd worden voor een NC-draaibank, een NC-freesmachine en een CAM-sturing van een freesmachine. Tot slot worden er enkele sessies in bedrijven georganiseerd waarbij CAM-pakketten en de integratie van CNC-machines met robots en andere periferie, zowel theoretisch als praktisch belicht worden. Inhoud 1. NC-productiemachines 1.1. Coördinatensystemen en assennomenclatuur 1.2. Voorbeelden van enkele NC-machines

2. Besturingssystemen 2.1. 2.2. 2.3. 2.4.

Hoofdkenmerken Hoofdfuncties van de besturing Sledeaandrijvingen Positiemeetsystemen

3. Toepassingen van computer besturing 3.1. 3.2. 3.3. 3.4.

CNC-draaimachines CNC-freesmachines Bewerkingscentra CNC-meetmachines

4. CNC-werkstukprogrammering 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6.

Vormen van werkstukprogrammering Handprogrammeren Computerprogrammeren Werkplaatsprogrammering Programmeren met G-codes voor CNC-freesmachines Programmeren met G-codes voor CNC-draaibanken


40

CNC-machines

2/2

5. Snijgereedschappen 5.1. 5.2. 5.3. 5.4.

De snijgereedschappen Wisselplaten en hun ISO-codes Coatings Snijgegevens

6. Invoering van NC-gereedschapswerktuigen 6.1. Het vooronderzoek 6.2. De voorbereidingsfase 6.3. De operationele fase

Cursustekst-Handboek Flexibele Productie Automatisering – Deel 1: Numerieke Besturing Prof.Ir. L.N. Reijers, Ir. H.J.L.M. de Haas

Uitgeverij: Technische Uitgeverij De Vey Mestdagh


41

Labo CNC-machines

1/2

Situering in het studieprogramma Derde jaar – 40 lestijden Doel Computer bestuurde productiemiddelen worden op ruime schaal toegepast. Onderwerpen die aan de orde komen zijn: opbouw en werking van CNC-machines, bewerkingscentra, besturingen, aandrijvingen en meetsystemen. Vervolgens wordt een inleiding tot de verspaningstechnologie gegeven en wordt ingegaan op de programmering van CNC-machines, zowel bij het draaien als bij het frezen. Tevens wordt aandacht besteed aan de koppeling met CAD. Dit wordt in het practicum concreet toegepast door het uitwerken van projecten waarbij er stukken moeten geprogrammeerd en gefabriceerd worden voor een NC-draaibank, een NC-freesmachine en een CAM-sturing van een freesmachine. Tot slot worden er enkele sessies in bedrijven georganiseerd waarbij CAM-pakketten en de integratie van CNC-machines met robots en andere periferie, zowel theoretisch als praktisch belicht worden. Inhoud 1. CNC-draaien 1.1. De commando’s 1.2. Praktische oefening

2. CNC-frezen 2.1. De commando’s 2.2. Praktische oefening

3. Programmeren met een dialoogsturing 3.1. 3.2. 3.3. 3.4.

Vergelijking van de dialoogsturing met de conventionele sturing Grondslagen van het programmeren Punt-, lijnen vlakbewerkingen Praktische oefening

4. Externe labs 4.1. VDAB Diest: CNC draaien en frezen 4.2. MAZAK Haasrode


42

Labo CNC-machines

2/2

Cursustekst-Handboek Labotekst Handleiding bij de NC-machines Bibliografie Flexibele Productie Automatisering – Deel 1: Numerieke Besturing Prof.Ir. L.N. Reijers, Ir. H.J.L.M. de Haas

Uitgeverij: Technische Uitgeverij De Vey Mestdagh


43

Industriële robots

1/3

Situering in het studieprogramma Derde jaar – 40 lestijden Doel Een brede basiskennis van de industriële robots is onontbeerlijk bij het realiseren van vele automatiseringsprojecten. Enerzijds is de technische opbouw van computergestuurde industriële robots zeer vergelijkbaar met deze van andere NC-machines. Bij het behandelen van de diverse subsystemen wordt daarom telkens gewezen op deze analogie zodat de student in staat is zijn technische kennis ook op andere numerieke machines toe te passen. Anderzijds wordt ook ingegaan op de factoren die meespelen bij het al dan niet kiezen van een robotsysteem voor een bepaalde applicatie. De student zal dan in staat zijn het gebruik van een industriële robot in een automatiseringsproject te verantwoorden. Inhoud

Deel 1: Industriële robots 7. Plaats en opbouw van de industriële robot 7.1. Inleiding 7.1.1. Historiek 7.1.2. Definities manipulatoren 7.1.3. Diverse productiesystemen en toepassingen van de robot 7.2. Opbouw van een industriële robot

8. Kinematisch systeem van de robot 8.1. Kinematica van de armen 8.1.1. Vrijheidsgraden F 8.1.2. Analyse kinematisch model 8.1.3. Kinematische basisvormen 8.2. Kinematica van de pols en de grijper 8.2.1. Opbouw van de pols en het grijpermechanisme 8.3. Aan de robot toegevoegde vrijheidsgraden 8.3.1. Translatie 8.3.2. Rotatie 8.3.3. Combinatie translatie en rotatie

9. Effector van de industriële robot 9.1. Inleiding 9.2. Subsystemen van de mechanische grijper 9.2.1. Kinematica van de grijper 9.2.2. Aandrijving en koppelingssysteem van de grijper 9.2.3. Arbeidssysteem 9.2.4. Besturingssysteem 9.2.5. Herkennings- en hulpsysteem 9.3. Aspecten bij het ontwerpen van een grijper 9.3.1. Eisenpakket opstellen 9.3.2. Concipiëren, ontwerpen en uitwerken


44

Industriële robots

2/3

10. Besturingssysteem 10.1. 10.1.1. 10.1.2. 10.1.3. 10.2. 10.3. 10.3.1. 10.3.2. 10.3.3. 10.3.4. 10.3.5.

Inleiding Mechanische besturing Pneumatische, hydraulische en elektromechanische besturingen Elektronische besturingen: PLC en microprocessor Coördinatentransformatie Besturingen voor hanteermachines Volgordebesturing Punt-tot-punt besturing Numerieke en niet-numerieke punt-tot-punt besturing Baanbesturing Quasi-baanbesturing

11. Aandrijfsysteem van de robot 11.1. 11.2. 11.3. 11.4. 11.4.1. 11.4.2.

Inleiding Pneumatische aandrijving Hydraulische aandrijving Elektrische aandrijving Aandrijvingen voor industriële manipulatoren Aandrijvingen voor robots: servokring, permanent magneetmotoren, gelijkstroomvoedingen, synchrone draaistroommotoren 11.5. Toepassingen 11.5.1. Elektrische versus hydraulische aandrijving

12. Weg- en hoekmeetsysteem van de industriële robot 12.1. 12.2. 12.3. 12.4. 12.5. 12.5.1. 12.5.2. 12.6. 12.6.1. 12.6.2. 12.6.3.

Open en gesloten besturingen Registratie van de positie Directe en indirecte meting Analoge en digitale registratie Absoluut en incrementeel nulpunt Digitaal absolute systemen versus digitaal incrementele meetsystemen Analoog absolute en cyclisch absolute systemen Analoge meetsystemen Direct-analoog-absoluut wegmeetsysteem Direct-analoog-cyclisch-absoluut hoekmeetsysteem Direct-analoog-cyclisch-absoluut wegmeetsysteem

13. Programmering van de industriële robot 13.1. 13.2. 13.2.1. 13.2.2. 13.2.3. 13.2.4. 13.2.5. 13.3. 13.3.1. 13.3.2. 13.3.3. 13.3.4. 13.4. 13.5.

Inleiding On-line programmering (intern) Handprogrammering Play-back Master-slave Teach-in Akoestisch Off-line programmering (extern) Hybride methode M.b.v. interactieve on-line componenten Impliciete en expliciete programmering Toepassingsgebieden en moeilijkheden Programmeersysteem Karakteristieken van een goede programmeertaal


45

Industriële robots

3/3

13.6. Structuur van programmeertalen 13.6.1. De instructieset: geometrische instructies, programmabesturingsinstructies, controleinstructies, communicatie 13.6.2. Programmabesturing 13.6.3. Voorbeelden van programmeertalen

Deel 2: Industriële robots: integratie in een FMS 1. Inleiding: flexibiliteitsaspecten 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5.

Vormen van flexibiliteit Productgroep De programmering van de robot Procesbesturing Inzetbaarheid

2.

Robots in een FMS 2.1. Selectie van de robot 2.2. Eisen van de periferie 2.2.1. Toevoersysteem 2.2.2. Afvoersysteem 2.3. Productie-eisen 2.3.1. Beperkingen 2.3.2. Mogelijkheden 2.4. Gereedschapseisen 2.5. Toleranties en variaties 2.5.1. Toegestane afwijking 2.5.2. Optredende variaties 2.5.3. Conclusie 2.6. Sturingssystemen 2.6.1. Robot als master cel 2.6.2. PLC als celcontroller 2.6.3. PC als celcontroller

3.

Criteria voor de layout van een FMS 3.1. Alleenstaande hanteerinrichting voor een machine 3.1.1. Industriële manipulatoren 3.1.2. Industriële robots 3.2. Geïntegreerde hanteerinrichtingen 3.2.1. Trommellader 3.2.2. Zwenkarmlader 3.3. Portaalrobots 3.4. Robotbeperkingen en mogelijkheden 3.5. Plaats en vorm van de grijpers

Cursustekst-Handboek Cursustekst Flexibele Productie Automatisering – Deel 2: Industriële Robots Prof.Ir. L.N. Reijers, Ir. H.J.L.M. de Haas

Uitgeverij: Technische Uitgeverij De Vey Mestdagh Leerplan graduaat Bedrijfsautomatisatie

46

Labo industriële robots

1/2

Situering in het studieprogramma Derde jaar – 40 lestijden Doel De studenten gaan naar het Flanders Automation and Robotcenter (FLARC) in Vilvoorde waar zij, m.b.v. een aantal instructeurs, vertrouwd zullen worden met het daadwerkelijk programmeren van diverse industriële robots. Zowel de problemen als de voordelen van on-line programmeren in een productieomgeving zullen persoonlijk ervaren worden. Men zal in staat zijn zelfstandig diverse robots te programmeren. Verder wordt bij FLARC een operationele FMS-cel bestudeerd waarbij de voordelen van een portaalconstructie geïllustreerd worden. Tenslotte zal een bedrijfsbezoek bij ABB te Sterrebeek de toekomstig afgestudeerden een beeld scheppen van wat men als klant zoal van een robotconstructeur kan verwachten. Waar en waar niet kan ik een beroep op de constructeur doen, welk onderhoudscontract is voor mij het voordeligst, … Inhoud

Deel 1: FLARC Vilvoorde 1. De ABB-robots 1.1. Bespreking en uitleg over de beschikbare industriële robots 1.1.1. S4- en S4C-sturing 1.1.2. Veiligheidsmaatregelen in de werkplaats i.v.m. de robots 1.1.3. Bespreking beschikbare ABB-robots 1.2. Demonstratie en uitleg over de bestanddelen van de robotinstallaties 1.3. Praktijkoefeningen 1.3.1. Robot laten bewegen naar enkele punten in de ruimte 1.3.2. Robot laten bewegen in een cirkelbaan 1.3.3. Verplaatsen van een voorwerp d.m.v. een grijper 1.3.4. Lassen met een robot

2. De FMS-verspaningscel 2.1. Bespreken van de verschillende componenten van de cel 2.1.1. Portaalrobot: Felsomat 2.1.2. CNC-draaibank: gereedschappen 2.1.3. CNC-freesmachine: gereedschappen 2.2. Praktijkopdracht 2.2.1. Programmeren van de portaalrobot


47

Labo industriële robots

2/2

Deel 2: ABB Sterrebeek 1. Voorstelling van ABB 2. ABB op de robotmarkt 2.1. Overzicht van de verschillende generaties ABB-robots 2.2. Evoluties in de verschillende componenten 2.2.1. Overzicht van de verschillende generaties sturingen 2.2.2. Evolutie in de overbrengingen 2.3. Het hedendaagse gamma 2.4. Marktpositie

3. ABB-service 3.1. Onderhoudscontracten 3.2. Financiering 3.3. Ontwikkeling grijpers 3.4. Installatie

4. Vragenronde Bibliografie Programmatiewerkboek S4- en S4C-sturing Uitgegeven door FLARC Werkboek Verspaningscel Uitgegeven door FLARC


48

Flexibele productieautomatisering

1/2

Situering in het studieprogramma Derde jaar – 40 lestijden Doel Een basisinzicht te verwerven in het begrip ‘veldbus’ en hoe in moderne productie-eenheden de geautomatiseerde processen flexibeler en gestructureerder ontworpen kunnen worden. Hierbij wordt uitgegaan van een algemene bespreking omtrent datacommunicatie om vervolgens deze zaken toegepast te zien in het gebruik van veldbussen. Inhoud 1. Industriële communicatie 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7.

1.8. 1.9. 1.10. 1.11. 1.12.

1.13.

Inleiding Bussystemen Seriële communicatie Parallelle communicatie Interne netwerkstructuur (OSI-model) Toepassingen van veldbussen Netwerktypes 1.7.1. Master/slave 1.7.2. Cliënt/server 1.7.3. Producer/consumer Opbouw van een netwerk Communicatierelaties Transportmedia Netwerktopologieën Datatransmissie 1.12.1. Current loop 1.12.2. RS 232 1.12.3. RS 422/485 Randapparaten

2. Sensoren 2.1. Classificatie 2.2. Werking van verschillende types 2.3. Toepassingsgebieden van de verschillende types 2.4. Aansluiten van sensoren

3. Veiligheid in een installatie 3.1. Overzicht van de veiligheidsklassen 3.2. Risico-analyse 3.3. Overzicht van de belangrijkste veiligheidscomponenten


49

Flexibele productieautomatisering

2/2

4. Analyse en bespreking van een concrete automatisatie 4.1. Toevoer van grondstoffen en halffabrikaten 4.2. Selectie van de onderdelen 4.3. Manipulaties 4.4. Communicatie naar de omgeving 4.5. Controlesystemen

Cursustekst-Handboek Cursustekst Bibliografie Data Communication and Control Uitgeverij: Alcatel Bell www.ibsclub.com


50

Labo flexibele productieautomatisering

1/1

Situering in het studieprogramma Derde jaar – 40 lestijden Doel Een basisinzicht verwerven in de werking van één van de populairste veldbussen (Interbus-S) uit de hedendaagse industrie en daarmee ook in de taak van een veldbus in een FMS (Flexibele Manufacturing System). Tevens wordt a.d.h.v. enkele inleidende zittingen over het bus-managementsysteem via LabView een inzicht gegeven in de behandeling van I/O-gegevens in meer complexe verwerkingssystemen. Inhoud 1. Practica industriële communicatie: Profibus 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5.

Master/slave Multimaster Master geconfigureerd als slave Communicatie met display OP7 Communicatie met motordrive SEW

2. Practica Interbus bij FLARC te Vilvoorde 3. Scade systemen bij FLARC te Vilvoorde 4. Project: elektrische bekabeling 4.1. Overzicht van de meest gebruikte componenten 4.2. Lezen en begrijpen van een elektrisch schema 4.3. Analyse van de stuur- en de krachtsignalen in een installatie

Cursustekst-Handboek Labotekst Bibliografie www.ibsclub.com


51

Productiebeleid

1/2

Situering in het studieprogramma Derde jaar – 40 lestijden Doel In de eerste plaats komen de verschillende types productiesystemen met hun respectievelijke problemen (alsook oplossingen hiervoor) aan bod. De studenten zullen in staat zijn een productievloer te ontwerpen alsook productielijnen uit te balanceren. De verticale structuur van een bedrijf wordt als rode draad gebruikt om de verschillende aspecten en niveaus in productiebeleid te belichten. Just-in-time beheer komt aan bod om de noodzaak van integrale kwaliteitszorg (IKZ) aan te tonen. IKZ vormt tevens het uitgangspunt van enkele interessante colleges over ISO-normen en het belang van onderhoudsmanagement. Deze lessen worden verzorgd door gastdocenten uit het bedrijfsleven. Inhoud 1. Inleiding 1.1. 1.2. 1.3. 1.4.

Definities Verschillende types productiesystemen Proces layout versus product layout Beslissingsniveaus

2. Layout 2.1. Proces layout versus product layout 2.2. Proces layout 2.2.1. Probleemstelling 2.2.2. Operation sequence analysis 2.2.3. Systematic layout planning 2.2.4. C.R.A.F.T. 2.3. Product layout 2.3.1. Uitbalanceren van productielijnen 2.3.2. Mathematische formulering 2.3.3. Optimale oplossingstechnieken 2.3.4. Dynamische programmering 2.3.5. Heuristische oplossingstechnieken 2.3.6. Besluiten

3. Netwerkplanning 3.1. Toepassingsgebied 3.1.1. Continue productiesystemen 3.1.2. Intermitterende productiesystemen 3.1.3. Projectsystemen 3.2. Netwerken 3.2.1. Opbouw netwerk 3.2.2. Analyse netwerk: kritische pad 3.2.3. Netwerkschema met tijdschaal


52

Productiebeleid

2/2

3.3. Netwerkplanning en controle 3.3.1. Systematische analyse van het project en bepaling van de projectduur 3.3.2. Inkrimping van het netwerk 3.3.3. Optimale projectduur 3.3.4. Capaciteitsplanning 3.3.5. Kostenbewaking

4. Just-in-time beheer 4.1. Inleiding 4.2. Pull-systeem versus push-systeem 4.3. Strategie van just-in-time beheer 4.3.1. Pull- versus push-systemen 4.3.2. Uniforme plant loading 4.3.3. Minimalisatie van de set-up kosten 4.3.4. Kwaliteitszorg i.p.v. kwaliteitscontrole 4.3.5. Productielayout o.b.v. groepentechnologie 4.3.6. JIT-levering van grondstoffen en componenten 4.3.7. Gespecialiseerde bedrijven

5. Kwaliteitszorg 5.1. 5.2. 5.3. 5.4. 5.5.

Kwaliteitszorg Kwaliteitskosten Ontvangstcontrole Procescontrole Integrale kwaliteitszorg: filosofie

6. Gastcolleges: theorie toetsen aan praktijk



53

Ondernemingsproject

1/1

Situering in het studieprogramma Derde jaar – 40 lestijden Doel Het ondernemingsproject wordt gerealiseerd in een onderneming, onder begeleiding van een promotor en copromotor uit de onderneming. Met het ondernemingsproject leveren de studenten het bewijs dat zij in staat zijn om: - een probleem, zowel in zijn praktische als theoretische dimensie te vatten; - de informatie, nodig om dit probleem op te lossen, zelfstandig te vinden en te hanteren; - de oplossingsmethoden te kiezen, correct te hanteren en zowel keuze als gebruik kunnen verantwoorden; - de gekozen oplossing aan de realiteit kunnen toetsen; - het project op een professionele manier kunnen communiceren in een schriftelijk rapport en een mondelinge presentatie voor een jury.


54

Methodologische wenken De lessen worden voornamelijk gegeven door docenten uit de praktijk zodat de praktijkgerichtheid van de opleiding gewaarborgd is. Regelmatig worden gastdocenten uit de industrie uitgenodigd en worden bedrijfsbezoeken georganiseerd om de geziene leerstof aan de realiteit te toetsen. Tijdens de opleiding wordt niet alleen de nodige theoretische kennis aangereikt maar ligt het accent voornamelijk op de toepassing ervan in concrete situaties. Ongeveer de helft van het aantal lestijden wordt ingevuld met labs en practica waarbij de studenten in kleinere groepen de theorie aan de praktijk kunnen toetsen. De opleiding wordt afgesloten met de realisatie van een ondernemingsproject waarbij in een reële bedrijfssituatie een project wordt aangepakt. Teamwork en communicatievaardigheden (schriftelijke rapportering en mondelinge presentatie) komen hierbij eveneens aan bod.

Evaluatie Per schooljaar worden twee examenzittijden georganiseerd. De eerste examenzittijd wordt verdeeld over twee ondervragingsperiodes op het einde van elk semester. De tweede examenzittijd wordt georganiseerd in augustus. Een cursist mag in de loop van hetzelfde schooljaar maximaal tweemaal examen afleggen over een bepaald vak. Naast een permanente evaluatie tijdens het jaar op basis van het uitvoeren van laboproeven, gevallenstudies, verslagen van bedrijfsbezoeken, bedrijfspractica, ... worden de colleges geëvalueerd door middel van een mondeling en/of schriftelijk examen. Het ondernemingsproject wordt enerzijds permanent geëvalueerd door de promotor (in samenspraak met de copromotor) en anderzijds door een team van juryleden op basis van de tekst, de presentatie en de verdediging van het project. De resultaten van zowel de permanente evaluatie als van de examens worden in rekening genomen voor de bepaling van het eindresultaat. Als gewichtsfactor wordt het aantal wekelijkse lestijden voor een bepaald vak genomen (20 punten per wekelijkse lestijd). Voor het ondernemingsproject van het derde studiejaar wordt een vast puntenaantal van 60 als maximale score in rekening genomen. Om te slagen voor een studiejaar moet de cursist ten minste 60% halen op het totaal aantal punten van het studiejaar. Cursisten die niet slagen voor de eerste examenzittijd worden verwezen naar de tweede examenzittijd met overdracht van het resultaat voor vakken waarop hij/zij minstens 12/20 scoort. Vakken met permanente evaluatie worden automatisch overgedragen naar de tweede examenzittijd tenzij de examencommissie anders beslist.


55

No title

Recommend Documents