Projekte der Fachschule für Technik im Schuljahr 2005/2006

Fachrichtung Energietechnik und Prozessautomatisierung

Die Klasse TE41 der Fachschule für Technik (Fachrichtung Energietechnik und Prozessautomatisierung) hat im Schuljahr 2005/06 die folgenden Projekte bearbeitet und erfolgreich abgeschlossen:
1. Steuerung der Containerverladestation mit Simatic S7-314 und Visualisierung mit WINCC
2. Umbau und Optimierung der Cocktailmischmaschine
3. Frequenzumrichter-Demonstrationsplatte für den Einsatz im Unterricht
4. Untersuchung einer Servomotor-Regelung
5. Optimierung einer Temperaturstrecke mit SIPART-Regler
6. Nutzung einer USB-Schnittstelle für Steuerungsaufgaben in der Energietechnik
7. Aufbau und Inbetriebnahme eines Drehstromantriebssystems mit Stöber-FU

Containerverladestation

Funktionsbeschreibung:
Bei dieser Anlage können Container in drei verschiedenen Größen in beliebiger Lage und Reihenfolge auf das Zulieferband gelegt werden. Auf dem zweiten Teil des Bandes werden die Container über Lichtschranken vereinzelt und mit einem pneumatischen Stempel in Aufnahmeposition gebracht. Anschließend werden die Container mit einem pneumatischen Greifer in das Lager befördert.
Die Container können in beliebiger Reihenfolge wieder ausgelagert werden.

Projektaufgabe:
Die bereits vorhandene Anlage kann jetzt mit einer Simatic SPS S7-314-2DP der Firma Siemens über eine Anschaltbaugruppe IBS S7-300 DSC-T der Firma Phoenix-Contact gesteuert und mit dem Programm WINCC-flexibel visualisiert und über das Bediengerät TP 177B bedient werden.
Die Steuerung der Anlage über SMAX der Firma Phoenix Contact ist weiterhin möglich.
Das Team bestand aus Ahmet Demir und Andreas Gueli.

Cocktail-Mischmaschine

Projektaufgabe:
Die bereits vorhandene Anlage wurde vollständig umgebaut und optimiert.

Am Touchpanel der Cocktailmischmaschine können 12 verschiedene Cocktails ausgewählt werden. Zuerst wird ein Glas in die Abfüllposition gebracht. Dort werden die Zutaten mit Druckluft in das Glas befördert. Anschließend wird in der Rührposition der Cocktail gerührt und mit Eis aufgefüllt.
Die Anlage wird über eine Simatic S7-314-2DP gesteuert, über WINCC-flexible visualisiert und mit Touchpanel TP177B bedient.
Die Pumpen wurden durch Druckluft-Förderung ersetzt, so dass die Anlage leichter gewartet werden kann.

Projektgruppe:
Christian Wolf, Mathias Weitzel, Christian Löbig, Manuel Horch

Drehzahlsteuerung mit Frequenzumrichter Mikromaster 420 von Siemens

Der Frequenzumrichter Mikromaster 420 wurde auf eine selbst entworfene Demonstrationsplatte montiert, auf der alle wichtigen Ein- und Ausgänge auf Steckbuchsen herausgeführt sind, so dass der Einsatz im Unterricht leicht realisiert werden kann.
Mit der zugehörigen Software wurde der FU parametriert und es wurden Kennlinien für verschiedene Lastfälle aufgenommen.
Der Micromaster ist in unserem Projekt über drei verschiedenen Möglichkeiten steuerbar:

1) Manuell über die herausgeführten Schalter die in die Frontplatte integriert wurden
2) Über das BOP (Basic Operator Panel)
3) Über Laptop bzw. PC mit der Starter-Software

Das Team bestand aus Christian Pennewiß und Alexander Höfel

Optimierung einer Temperaturstrecke

Eine unserer Aufgaben war es, in einem Laborversuch eine konstante Temperatur herzustellen. Dies haben wir mit einem Föhn-Modell simuliert, der mit einem Industrieregler SIPART DR22 der Firma Siemens auf die gewünschte Temperatur gebracht wurde. Als nächstes wurde die Temperatur auf einen konstanten Wert gehalten. Dabei beobachteten wir das Verhalten bei einer Sollwertänderung und einer Störungsaufschaltung, zusätzlich verglichen wir die verschiedenen Reglerarten.

Verwendete Bauteile:
SIEMENS SIPART DR22
Wechselstromsteller
Föhn
· Pt 100 Messwiderstand
· Heizwendel
· 2 stufiger Lüfter
Messumformer
Yt- Schreiber
Speicherosziloskop


Um gute Regelergebnisse zu erreichen, werden in der Regelungstechnik zwei verschiedene Regelungsverfahren angewendet: Das Ziegler, Nichols-Verfahren oder das Verfahren nach Chien, Hrones und Reswick.
In unserem Projekt wurden beide Verfahren angewendet und miteinander verglichen.

Das Projektteam bestand aus: Ramazan Baser, Mostafa Tefrase und Cahit Yasar.

Aufbau und Inbetriebnahme eines DS-Antriebssystems mit Frequenzumrichter

Aufbau und Inbetriebnahme eines DS-Antriebssystems mit Frequenzumrichter
in Zusammenarbeit mit STÖBER ANTRIEBSTECHNIK GmbH & Co. KG
Es sollte eine Servoregelung eines Drehstromantriebsystems mit einem Frequenzumrichter realisiert werden. Der Motorensatz besteht aus einer 5,5 KW Synchronmaschine an dessen Welle eine 3 KW Gleichstrommaschine als Last gekoppelt ist. Die Synchronmaschine wird als Motor über einen Frequenzumrichter der Firma Stöber betrieben. Die fremderregte Gleichstrommaschine wird als Generator betrieben. Sie dient als Last für die Synchronmaschine. Über den Frequenzumrichter lässt sich die Drehzahl der Synchronmaschine stufenlos regeln. Die Bedienung der Anlage erfolgt über ein externes Bedienpult. Eine Bedienung direkt am Umrichter oder über den PC ist ebenfalls möglich. Zusätzlich analysierten wir das Verhalten des Maschinensatzes bei verschiedenen Belastungssituationen

Das Projektteam bestand aus: Christoph Ernst, Andreas Kinast u. Marcus Neeb.



Verwendung der USB-Schnittstelle für Aufgaben in der Energieelektronik

Haben Sie sich nicht auch schon überlegt Ihre Modelleisenbahn komplett über den PC zu steuern? Mit dem K8055 Board der Firma Velleman ist das kein Problem.
Mit entsprechender Schaltlogik könnte man maximal 768 Endgeräte an – bzw. ausschalten. Dabei werden allerdings Grundkenntnisse einer Programmiersprache vorausgesetzt!

Unser Projekt bestand darin, die wenig dokumentierte Inbetriebnahme durch eine selbst erstellte Anleitung zu vereinfachen.
Mit Hilfe der Relaisplatine K8056 der Firma Velleman steuern wir einen Gleichstrommotor. Des Weiteren wird die Drehzahl durch ein dafür erstelltes Programm konstant gehalten, d.h. auch bei Belastung des Motors ist die Drehzahl gleich bleibend.
Abgerundet wird das Ganze durch einen Aufbau von Laborwänden, der das
Experimentieren für zukünftige Projekte erheblich erleichtert.

Technische Daten Velleman K8055:
Spannungsversorgung: USB – Schnittstelle Ihres PC´s
Eingänge: 2 analog, 0 – 10 V, 8 bit
5 digital
Ausgänge: 2 analog, 0 – 5 V, 8 bit
2 PWM, 0 – 100 %, parallel zu Analogkanälen
8 digitale
Preis: 30 – 40 €

Das Projektteam bestand aus: Roland Pilk und Henry Pückert

Servoregelung mit Scheibenläufer

Ein hektisches Leben führen nicht nur wir Menschen in der heutigen Zeit, sondern auch bestimmte elektrische Maschinen. Man bezeichnet sie als Servoantriebe bzw. Servomotoren. Deren Laufgabe ist es, binnen kürzester Zeit zu beschleunigen und ebenso schnell wieder abzubremsen. Man setzt sie in der Industrie als Hilfsmotoren hauptsächlich dort ein, wo es auf eine hohe Dynamik ankommt.
Nur mit der entsprechenden Regelelektronik sind Servomotoren in der Lage, ihre Aufgabe gezielt zu verrichten. Eine solche Servoregelung haben wir in unserem Projekt untersucht.
Unsere Demonstrationsanlage kann die Drehzahl regeln und das Drehmoment begrenzen. Wir haben Kennlinen, Kennwerte und Zeitverhalten der Anlage mit Hilfe eines Speicheroszilloskops ermittelt und u. a. mit einem Plotters ausgegeben.
Das Projektteam bestand aus: Adam Patolla und Martin Schreer