Projekte 2009

Am Dienstag, den 30.Juni 2009 fand die Projektpräsentation der Fachschule für Technik in der Werner-von-Siemens-Schule FFM statt.

In der Zeit von September 2008 bis Juni 2009 hat die Klasse 04TE7A der Fachschule für Technik in Tagesform mit dem Studienschwerpunkt Energietechnik und Prozessautomatisierung die folgenden Projektarbeiten erstellt:

Klasse TE7A

Sortiermaschine

Sebastian Heberlein, Maik Skiback, Michael Hogl
Die vorhandene Fischertechnik-Sortieranlage wurde mit einem Optosensor für die Farberkennung und einer Waage erweitert und über Profinet mit einer Simatic-SPS S7-315F-PN-2DP gesteuert. Das Bedienpult und die Anlage sind dabei über Phoenix-Contact Profinet-Module mit der Steuerung verbunden.
Zusätzlich wurde eine Visualisierung mit einem Touchpanel TP177B und der Visualisierungssoftware WIN-CC flexible realisiert.
Die Waage und der Optosensor mussten mit Elektronikschaltungen an die analogen Feldbusmodule angepasst werden.

Steuerung: S7-315F- PN/2DP
Profinet-Module: FL IL BK PN PAC und ILB-PN-24-DI16-DIO16-2TX
Visualisierung: mit WINCC-flexible auf TP-177B

Heißgetränkeautomat

Christian Winter, Sven Kiekbusch, Benedict Hantel
Nicht auf dem Foto: Marcel Köcher , Patrick Stiehl
Ein Heissgetränke-Automat wurde erdacht, gebaut und mit Simatic S7-314IFM und CP343 mit Profinet über Phoenix-Profinet-Module gesteuert.
Aus drei Vorratsbehältern kann mit selbst gefertigten Dosierschneckenantrieben Getränkegranulat in den Mischbehälter befördert werden. Heißes Wasser wird zugegeben und anschließend gerührt. Das fertige Getränk wird in einen Becher abgelassen. Danach wird der Mischbehälter gespült, damit das nächste Getränk nicht durch Reste im Behälter geschmacklich beeinträchtigt wird.
Die Temperatur des Bechers wird mit einem Infrarot-Sensor erfasst und zur Steuerung der Wassertemperatur ausgewertet. Alle Füllstände werden überwacht und angezeigt.

Verwendete Geräte:
Steuerung: S7-314-IFM mit CP343adv
Profinet-Module: FL IL BK PN PAC und ILB-PN-24-DI16-DIO16-2TX
Visualisierung: mit WINCC-flexible auf einem Touchpanel TP-177B

Automatische Klimakammer

Sebastian Rasel, Thomas Stock, Kai Ungermann, Sven Brucker
Ein Klimaschrank wird mit Simatic-SPS über Profibus gesteuert und visualisert.
In einem Raum werden die Temperatur, die Helligkeit sowie die Luft- u. Bodenfeuchte gemessen und geregelt.
Steuerung: Simatic SPS S7-314C-2DP und Profibus-Modul ET200M
Visualisierung mitWIN-CC flexible auf einem Touchpanel TP-177B

Realisiert wurde ein automatischer Klimaschrank, der die Temperatur, die Luft- und Bodenfeuchtigkeit sowie die Helligkeit selbstständig misst und reguliert, um das Pflanzenwachstum in diesen simulierten Klimazonen zu beobachten.
Die Temperatur und Luftfeuchtigkeit wird über einen kombinierten Minisensor für relative Luftfeuchte und Lufttemperatur analog mit einer Siemens SPS erfasst. Die Temperaturregelung erfolgt über ein Peltier- Element, in dem je nach Temperaturabweichung das Peltier-Element so angesteuert wird, dass es entweder heizt oder kühlt. Durch Potenzialwechsel kann ein Peltier-Element auf Kühlen oder Heizen umgeschaltet werden.
Über einen Ultraschallvernebler wird derVersuchsraum mit der erforderlichen Luftfeuchtigkeit versorgt. Temperatur sowie Luftfeuchtigkeit werden über binäre Ausgänge der SPS im Pulsweitenverfahren gesteuert.
Nach jedem Heiz-, Kühl- oder Benebelungsvorgang wird die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit erneut erfasst und gegebenenfalls korrigiert. Dies geschieht mit Zweipunkt-Regelungen. Zur Bewässerung der Pflanzen wurde eine Berieselungsanlage mit einer Pumpe und einem Vorratsbehälter integriert. Ein Erdfeuchtefühler erfasst die Bodenfeuchtigkeit um die Berieselungsanlage zu steuern. Der Füllstand des Vorratsbehälters wird ebenfalls durch die SPS binär erfasst und angezeigt.

Die Anlage ist mit einem Touchpanel und einer Visualisierung mit WinCC-flexible ausgestattet.
Die Tag- und Nacht-Simulation erfolgt über eine Beleuchtungsanlage, die mit der SPS verknüpft ist.

Linearmotorantriebe

Christian Henss, Atilla Öztürk
Linearmotorantriebe werden so genau gesteuert, dass sie sich Bälle zuwerfen und wieder auffangen können.

Der Abwurfwinkel und die Abwurfgeschwindigkeit des Werfers werden eingestellt. Die Bahnkurve des Balles wird berechnet (Wurfparabel mit Einfluss des Luftwiderstandes) und der Fänger im richtigen Abstand positioniert. Wenn der Ball zum Fänger kommt, muss der Fänger schnell zurückfahren und den Ball sanft abfangen, damit dieser nicht wieder aus der Halterung springt. Danach kann der Fänger sofort zum Werfer werden. Der Tischtennisball fliegt somit zwischen den beiden Antrieben hin und her. Derart schnelle und exakte Bewegungen können nur mit Linear-Servomotoren erreicht werden.
In diesem Projekt werden tubulare Gleichstrom-Servo-Linearmotoren mit der Bezeichnung PS02-23x80-R verwendet. Diese Motoren werden mit Gleichstrom betrieben. In seinem Läufer befinden sich Neodym-Magnete. Wie alle Servomotoren hat er eine eingebaute Messeinrichtung, um seine Position zu bestimmen. Dies erfolgt inkrementell mit einer Positioniergenauigkeit von 0,1 mm.
Weitere technische Daten unserer Motoren: :
max. Kraft:. 44 N, max. Geschwindigkeit: 6 m/s und max. Beschleunigung: 175 m/s² !


Aqua control

Thorsten Oppermann, Daniel Schmalkuche
Es wurde ein Aquarium gebaut, in dem vollautomatisch die Wassertemperatur, der pH-Wert und der Wasserstand erfasst und geregelt werden.

Damit Fische gesund bleiben und sich wohl fühlen, muss das Wasser im Aquarium überwacht werden. In Großaquarien mit wertvollem Fischbestand oder beim Heimaquarium bei längerer Abwesenheit des Besitzers ist deswegen eine automatische Steuerung sehr hilfreich.
Wichtige Messgrößen sind hier die Temperatur des Wassers, der pH-Wert und der Sauerstoffgehalt. Bei geringen Abweichungen des pH-Wertes wird durch pH-Wert-verändernde Chemikalien eingegriffen, bei großen Abweichungen wird vollautomatisch ein Wasserwechsel durchgeführt.
Die Temperatur wird über Zweipunkt-Regelung konstant gehalten. Der Füllstand wird analog und binär erfasst und bei Abweichung vom Sollwert durch Frischwasserzufuhr wieder angeglichen. Eine Pumpe versorgt das Wasser mit Sauerstoff.

Verwendete Steuerung: S7-314PtP