Upload
others
View
4
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
UNIVERZA V MARIBORU
FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO
FAKULTETA ZA ELEKTROTEHNIKO,
RAČUNALNIŠTVO IN INFORMATIKO
Tilen SEMENIČ
VODENJE VERTIKALNEGA HIDRAVLIČNEGA VALJA Z
INDUSTRIJSKIM KRMILNIKOM
Diplomsko delo
univerzitetnega študijskega programa 1. stopnje
Mehatronika
Maribor, september 2017
VODENJE VERTIKALNEGA HIDRAVLIČNEGA VALJA Z
INDUSTRIJSKIM KRMILNIKOM
Diplomsko delo
Študent: Tilen SEMENIČ
Študijski program: univerzitetni študijski program 1. stopnje Mehatronika
Mentor FS: izr. prof. dr. Uroš ŽUPERL
Mentor FERI:
izr. prof. dr. Aleš HACE
Somentor: doc. dr. Edvard DETIČEK
Maribor, september 2017
II
I Z J A V A
Podpisani ______________________________, izjavljam, da:
je diplomsko delo rezultat lastnega raziskovalnega dela,
predloženo delo v celoti ali v delih ni bilo predloženo za pridobitev kakršnekoli izobrazbe
po študijskem programu druge fakultete ali univerze,
so rezultati korektno navedeni,
nisem kršil-a avtorskih pravic in intelektualne lastnine drugih,
soglašam z javno dostopnostjo diplomskega dela v Knjižnici tehniških fakultet ter
Digitalni knjižnici Univerze v Mariboru, v skladu z Izjavo o istovetnosti tiskane in
elektronske verzije zaključnega dela.
Maribor,_____________________ Podpis: ________________________
III
ZAHVALA
Zahvaljujem se mentorjema izr. prof. dr. Urošu Župerlu
in izr. prof. dr. Alešu Hacetu, ter somentorju doc. dr.
Edvardu Detičku za pomoč in vodenje pri opravljanju
diplomskega dela.
Posebna zahvala velja družini in punci za moralno
podporo v času študija.
IV
VODENJE VERTIKALNEGA HIDRAVLIČNEGA VALJA Z INDUSTRIJSKIM
KRMILNIKOM
Ključne besede: vertikalni hidravlični valj, proporcionalni ventil, industrijski krmilnik
UDK: 681.5:621.226(043.2)
POVZETEK
V okviru diplomske naloge je izdelan hidravlični sistem z avtomatičnim vodenjem pomika
batnice vertikalnega hidravličnega valja. Vodenje je izvedeno s pomočjo industrijskega
krmilnika. Poleg hidravličnega valja ključno komponento pri izvedbi predstavlja
elektrohidravlični proporcionalni potni ventil. V smiselnem zaporedju je prikazana zasnova in
izvedba mehanskega dela hidravličnega sistema, ki vsebuje tudi načrt električne priključitve
naprave z industrijskim krmilnikom Siemens S7-200 in zunanjimi napravami. Programiranje
krmilnika je smiselno predstavljeno pri metodi avtomatizacije hidravličnega sistema.
V
CONTROL OF VERTICAL HYDRAULIC CYLINDER WITH INDUSTRIAL CONTROLLER
Keywords: vertical hydraulic cylinder, proportional valve, industrial controller
UDK: 681.5:621.226(043.2)
ABSTRACT
Within the thesis, a hydraulic system with automatic guidance of the movement of the piston
rod of a vertical hydraulic cylinder is constructed. The control is carried out with the aid of an
industrial controller. In addition to the hydraulic cylinder, the key component in performance
is an electrohydraulic proportional directional valve. In a logical sequence, the design and
implementation of the mechanical part of the hydraulic system, which also includes the plan
for an electrical connection of the device with the industrial controller Siemens S7-200 and the
external devices, is shown. The programming of the controller is presented in the method of
automation of the hydraulic system.
VI
KAZALO VSEBINE
1 UVOD ........................................................................................................................ 1
2 OPIS HIDRAVLIČNEGA SISTEMA .................................................................................. 2
Vertikalni hidravlični cilinder................................................................................ 3
Elektro-magnetni proporcionalni potni ventil ....................................................... 4
Hidravlični agregat ............................................................................................... 7
Končna stikala ..................................................................................................... 9
Industrijski krmilnik Siemens S7-200 .................................................................. 10
3 ZASNOVA IN IZVEDBA MEHANSKEGA DELA SISTEMA ................................................ 12
Izbira in način namestitve hidravličnega valja ..................................................... 12
Izbira in namestitev mehanskih priključkov hidravlične mreže ............................ 15
Hidravlična shema sistema ................................................................................. 17
Načrtovanje in izdelava pozicionirno mesto ....................................................... 19
Izdelava kontrolne plošče .................................................................................. 21
Načrt električne priključitve naprave z industrijskim krmilnikom in zunanjimi
napravami ................................................................................................................... 22
4 AVTOMATIZACIJA HIDRAVLIČNEGA SISTEMA............................................................ 25
Programsko orodje za industrijski krmilnik ......................................................... 25
Programiranje industrijskega krmilnika .............................................................. 25
Krmilni program sistema .................................................................................... 31
5 ANALIZA REZULTATOV ............................................................................................. 35
6 SKLEP ....................................................................................................................... 36
7 VIRI .......................................................................................................................... 37
8 PRILOGE ...................................................................................................................... I
VII
KAZALO SLIK
Slika 2.1: Glavne komponente hidravličnega sistema ................................................................ 2
Slika 2.2: Prerez hidravličnega cilindra [6] .................................................................................. 3
Slika 2.3: Diferencialni hidravlični valj ........................................................................................ 3
Slika 2.4: Prerez proporcionalnega ventila [7] ........................................................................... 4
Slika 2.5: Uporabljen proporcionalni ventil ................................................................................ 5
Slika 2.6: Karakteristične krivulje proporcionalnega ventila [7] ................................................. 6
Slika 2.7: Hidravlični agregat ...................................................................................................... 8
Slika 2.8: Induktivno cilindrično stikalo [8] ................................................................................. 9
Slika 2.9: Industrijski krmilnik Siemens S7-200 ........................................................................ 10
Slika 2.10: Analogni V/I razširitveni modul [9] ......................................................................... 11
Slika 3.1: Obstoječi hidravlični sistem ...................................................................................... 12
Slika 3.2: Možnosti pritrditve hidravličnega valja .................................................................... 13
Slika 3.3: Način pritrditve s konzolo ......................................................................................... 13
Slika 3.4: Tehniška dokumentacija za izdelavo podložnih ploščic hidravličnega valja ............. 14
Slika 3.5: Pritrditev hidravličnega valja ..................................................................................... 15
Slika 3.6: Shema hidravlične mreže .......................................................................................... 16
Slika 3.7: Namestitev hitrih spojk na gibke cevi ....................................................................... 16
Slika 3.8: Hidravlična shema sistema ........................................................................................ 17
Slika 3.9: Povezava hidravlične mreže ...................................................................................... 18
Slika 3.10: Primer izdelave pozicionirnega mesta .................................................................... 19
Slika 3.11: Izdelava pozicionirnega mesta ................................................................................ 20
Slika 3.12: Namestitev končnih stikal ....................................................................................... 20
Slika 3.13: Kontrolna plošča hidravličnega sistema .................................................................. 21
Slika 3.14: Prikaz električne povezave med komponentami .................................................... 22
Slika 3.15: Vezalna shema krmilnika z elektroniko ventila in senzorji ..................................... 23
Slika 3.16: Vezalna shema krmilnika s simulacijsko in kontrolno ploščo ................................. 24
Slika 4.1: Primer lestvičnega diagrama ..................................................................................... 25
Slika 4.2: Prehod v stanje delovanja procesa ........................................................................... 26
Slika 4.3: Funkcija V pomnilnika [5] .......................................................................................... 27
Slika 4.4: Prehod v stanje zaustavitve procesa ......................................................................... 27
VIII
Slika 4.5: Funkcija za zaustavitev delovnega giba batnice ....................................................... 27
Slika 4.6: Zapis analognih vrednosti ......................................................................................... 28
Slika 4.7: Določanje položaja batnice s pomočjo stanj ............................................................. 28
Slika 4.8: Nastavljanje hitrosti gibanja batnice ......................................................................... 29
Slika 4.9: Krmilni program signalizacije .................................................................................... 30
Slika 4.10: Tehnološka shema................................................................................................... 31
Slika 4.11: Diagram stanj .......................................................................................................... 32
Slika 4.12: Krmilna veriga ......................................................................................................... 33
Slika 4.13: Prireditvena tabela .................................................................................................. 33
Slika 4.14: Diagram stanj .......................................................................................................... 34
IX
KAZALO TABEL
Tabela 2.1: Tehnični podatki hidravličnega cilindra ................................................................... 4
Tabela 2.2: Primerjava servoventilov s proporcionalnimi ventili [4] ......................................... 5
Tabela 2.3: Tehnični podatki proporcionalnega ventila [7]........................................................ 6
Tabela 2.4: Tehnični podatki elektromotorja ............................................................................. 8
Tabela 2.5: Tehnični podatki induktivnih stikal [10]................................................................... 9
Tabela 2.6: Tehnični podatki industrijskega krmilnika [5] ........................................................ 11
Tabela 2.7: Tehnični podatki razširitvenega modula [5] .......................................................... 12
X
SEZNAM UPORABLJENIH KRATIC
PLC – ang. Programmable Logic Controller
DC – ang. Direct Current
AC – ang. Alternating Current
CPU – ang. Central Process Unit
LD - ang. Ladder Diagram
FBD – ang. Function Block Diagram
MOVW - ang. Move Word
3D – ang. three-dimensional
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
1
1 UVOD
Hidravlično pogonsko tehniko odlikuje visoka gostota energije in s tem zmožnost
premagovanja velikih bremen. Odlične dinamične lastnosti omogočajo doseganje izjemnih
pospeškov in pojemkov. S tem hidravlika izpolnjuje zahteve, ki jih sodobna strojegradnja
postavlja proizvajalcem pogonskih sistemov. Slednje se odraža predvsem v doseganju točnosti
pomikov, ob velikih hitrostih in silah, kar je še posebej pomembno pri strojih za preoblikovanje
kovin.
Za realizacijo natančnega pozicioniranja se najpogosteje uporabljajo elektro-hidravlični
servoventili, ki pa so za industrijsko prakso preobčutljivi. Za uporabo v grobem industrijskem
okolju so bili razviti proporcionalni ventili, ki omogočajo nadzor smeri in hitrosti batnice
hidravličnega cilindra, zvezno, v odvisnosti od vhodnega električnega signala. Ob manjših
zahtevah glede natančnosti so robustnejši in cenejši kot servoventili. Razen tega pa je njihovo
električno krmiljenje običajno pri večjih močeh enostavnejše, priključne mere pa so enake kot
pri običajnih potnih ventilih. Proizvajalci proporcionalnih ventilov priporočajo, zaradi manjših
dinamičnih zmogljivostih, pazljivo uporabo proporcionalnih ventilov v regulacijskih sistemih.
V večini se uporabljajo v aplikacijah, ki zahtevajo odprto-zančno vodenje.
Poleg proporcionalnega ventila, kateri je poglavitni element diplomskega dela, imata glavno
vlogo še hidravlični cilinder (valj) in hidravlični agregat. Hidravlični valj je mehanski pogon v
hidravliki in hkrati hidravlični potrošnik, ki energijo hidravličnega medija pretvarja v koristno
delo. Pomembno vlogo v hidravličnem sistemu imajo tudi hidravlični elementi oz. priključki,
skozi katere potuje hidravlična tekočina. Izbrati je bilo potrebno ustrezne elemente, da se
izognemo tlačnim izgubam v cevni mreži.
Glavni cilj diplomskega dela je avtomatično vodenje pomika batnice vertikalnega hidravličnega
valja. Vodenje je izvedeno s pomočjo industrijskega krmilnika Siemens S7-200. Programirljivi
logični krmilniki oz. PLC-ji so nepogrešljivi gradniki sodobne industrijske avtomatizacije.
Uporabljamo jih predvsem v industrijskem okolju, zato so pomemben element tudi v
hidravličnih sistemih. Pozicioniranje batnice nam omogočajo induktivni senzorji, ki so v
sistemu uporabljeni kot končna stikala.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
2
Diplomsko delo je razdeljeno na štiri glavna poglavja. Začetno poglavje predstavlja opis
hidravličnega dela sistema, s katerim smo izvedli eksperiment. Opisani so posamezni
hidravlični elementi sistema, njihove funkcije in njihov pomen delovanja v sistemu. V
naslednjem oz. drugem poglavju je prikazana zasnova in izvedba mehanskega dela sistema. V
prvem delu projekta je bila potrebna izbira, nabava ter fizična montaža manjkajočih
mehanskih delov naprave. Drugi del vsebuje še izvedbo in načrt električne priključitve naprave
z industrijskim krmilnikom ter zunanjimi napravami. Prikazana je tudi izdelava in delovanje
kontrolne plošče, ki komunicira s hidravličnim sistemom preko simulacijske plošče. V tretjem
poglavju je predstavljena celotna avtomatizacija hidravličnega sistema. Potrebno je bilo je
izbrati industrijski krmilnik in omogočiti komunikacijo le tega z računalnikom. Izbran krmilnik
Siemens S7-200 smo programirali v programskem orodju STEP 7-Micro/WIN. Na koncu
poglavja je prikazana tudi izvedba eksperimenta diplomskega dela. Rezultati eksperimenta in
možnosti nadgradnje sistema so prikazani v zadnjem oz. četrtem poglavju.
2 OPIS HIDRAVLIČNEGA SISTEMA
Hidravlični sistem je sestavljen iz več komponent, katere bodo opisane v podpoglavju 2.1.
Glavni elementi so prikazani na sliki 2.1.
Slika 2.1: Glavne komponente hidravličnega sistema
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
3
Vertikalni hidravlični cilinder
Naloga hidravličnega cilindra je pretvorba hidravlične energije nazaj v mehansko energijo. Pri
tem tekočina, ki doteka v valj, premika bat v vzdolžni smeri. Hidravlični medij pod tlakom
deluje na površino hidravličnega cilindra in s tem povzroča premočrtno gibanje bata in
posledično batnice, ki je povezana z bremenom. Tako se energija hidravličnega medija pretvori
v vodljivo moč, ki deluje v ravni liniji [1].
Slika 2.2: Prerez hidravličnega cilindra [6]
Hidravlični valj, ki smo ga uporabili v diplomskem delu (Slika 2.3), je diferencialni hidravlični
cilinder z dvostranskim delovanjem. Hidravlični cilindri z dvojnim delovanjem imajo dve
nasproti ležeči batni površini. Ti dve krmilita delovanje sile hidravlične tekočine, kar nam
omogoča dve aktivni smeri pomikanja. Dvostransko delujoč cilinder nam omogoča opravljanje
delovnega giba v obe smeri s tem, da je potisna sila za razmerje površin večja od vlečne sile.
Slika 2.3: Diferencialni hidravlični valj
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
4
Tabela 2.1: Tehnični podatki hidravličnega cilindra
Elektro-magnetni proporcionalni potni ventil
Potni ventili so pogosto označeni kot preklopni ventili, ker preprosto usmerijo oz. preklopijo
tekočino. Tekočina potuje skozi ventil, iz vira toka, v enega izmed izbranih priključkov cilindra.
Proporcionalni ventili omogočajo zvezno oz. proporcionalno krmiljenje pretoka skozi ventil v
odvisnosti od velikosti toka ali napetosti na tuljavi ventila. Naloga proporcionalnih ventilov je,
da pretvorijo analogni električni signal v proporcionalni hidravlični izhod [2].
Slika 2.4: Prerez proporcionalnega ventila [7]
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
5
Pozicioniranje omogočajo vretena ventilov, ki so oblikovana z zarezami in zagotavljajo nadzor:
- toka v odvisnosti od hitrosti,
- smerne krmilne funkcije v le enem ventilu,
- več kot eno hitrost.
Različne hitrosti se dosežejo s spremembo nivoja električnega signala, kar zagotovi potreben
pretok v odvisnosti od hitrosti. Proporcionalne potne ventile krmilijo enosmerni tokovi [3].
2.2.1 Razlike med proporcionalnimi in servoventili
Funkcije, ki jih lahko izvajamo tako s proporcionalnimi, kot tudi z servoventili, so sorazmerno
enake. Kljub temu pa lahko najdemo prednosti tako enih kot drugih ventilov, kot je prikazano
v tabeli 2.2.
Tabela 2.2: Primerjava servoventilov s proporcionalnimi ventili [4]
V hidravličnem sistemu je uporabljen elektro-magnetni proporcionalni potni ventil BOSCH WV
NG6 (Slika 2.5). Ventil nam je omogočal, da smo s spremembo nivoja električnega signala
zagotovili potreben pretok hidravlične tekočine v odvisnosti od hitrosti.
Slika 2.5: Uporabljen proporcionalni ventil
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
6
Tehnične lastnosti uporabljenega proporcionalnega ventila so prikazane v tabeli 2.3.
Tabela 2.3: Tehnični podatki proporcionalnega ventila [7]
Tehnična literatura vedno prikazuje linearnost merilnih karakteristik ventilov, vendar je v
praksi to težko izvedljivo. Cilj proizvajalcev ventilov je, da se linearni karakteristiki čim bolj
približajo. Slika 2.6 prikazuje karakteristiko uporabljenega proporcionalnega ventila.
Slika 2.6: Karakteristične krivulje proporcionalnega ventila [7]
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
7
Graf na levi strani prikazuje vrednosti pomika drsnika ventila v odvisnosti od napetosti, ki jo
pripeljemo na ventil. Iz grafa je razvidno (rdeča navpična črta), da pri npr. 8 V napetosti dobimo
vrednost pomika drsnika v neko smer večjo od 80 %, kar je posledica izgub v hidravličnem
sistemu. Oznaka P-B na levem grafu označuje pretok iz tlačnega (P), proti delovnem priključku
(B). Oznaka B-T pa pretok iz delovnega priključka (B) proti priključku povratnega voda (T). V
primeru izpada napajanja ventila, tuljava preide v varno stanje (ang. *fail-safe) in s tem
prepreči možne mehanske poškodbe ventila. Graf na desni strani prikazuje količino pretoka v
odvisnosti od dovedene napetosti na ventil. Lomljena črta prikazuje nelinearnost, ki se pojavi
pri delovanju hidravličnega sistema. Puščanje oz. lekaža ventila povzroča tako imenovano
mrtvo območje ventila (v desnem grafu označeno območje z rdečo). To je območje zelo
nizkega pretoka, ki se pojavi med prelomnima točkama črte (med -6 in 6 V). Območji označeni
z modro, prikazujeta aktivno območje delovanja ventila.
Hidravlični agregat
Hidravlični agregat je osnova za hidravlični sistem. Agregat služi kot vir hidravlične energije,
saj zagotavlja olje pod tlakom in dovaja olje do porabnikov. Za normalno delovanje hidravličnih
naprav je potrebna oprema za shranjevanje, kondicioniranje in prenašanje delovnega medija,
ter nadzor delovnih naprav in komponent. Agregat je sestavljen iz črpalke z elektromotorjem,
manometra, rezervoarja, varnostnega ventila, kazala nivoja hidravlične tekočine in filtra.
Hidravlični rezervoar mora sprejeti celotno količino hidravlične tekočine, ter zagotavljati
hlajenje tekočine. Filter omogoča odstranjevanje nečistoč (trdni delci, voda, zrak), ki
povzročajo obrabo komponent in motnje v delovanju. Naloga hidrostatičnih črpalk, katere
poganjajo elektro-motorji, je pretvorba mehanske energije v hidravlično. Tlačno omejevalni
ventil pa omejuje najvišji dovoljeni tlak v hidravlični napravi.
Uporabili smo hidravlični agregat (Slika 2.7), ki zagotavlja do 16 L/min stalnega pretoka. Ker
gre za agregat manjše velikosti, ima pogon neposredno nameščen na rezervoar (pokrov
rezervoarja). Agregat sestoji iz trifaznega asinhronskega elektromotorja, zobniške črpalke,
prirobnice in sklopke za prenos moči od elektromotorja do črpalke. Tehnični podatki trifaznega
asinhronskega elektromotorja so prikazani v tabeli 2.4.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
8
Slika 2.7: Hidravlični agregat
Tabela 2.4: Tehnični podatki elektromotorja
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
9
Končna stikala
Končna stikala so pomemben del avtomatizacije, saj nam omogočajo informacijo o položaju
obdelovanca oz. orodja sistema. Za pozicioniranje položaja batnice hidravličnega cilindra smo
uporabili induktivna cilindrična stikala (Slika 2.8). Induktivni senzorji se uporabljajo za
brezkontaktno detekcijo kovinskih predmetov. Njihov princip delovanja temelji na tuljavi in
oscilatorju, ki ustvarja elektromagnetno polje v bližnji okolici zaznavne površine. Prisotnost
kovinskega predmeta v delovnem območju povzroči dušenje amplitude oscilacije. Zvišanje ali
padec oscilacije je določen na pram vezja, ki spremeni izhod senzorja. Razdalja zaznavanja
senzorja je odvisna od oblike in velikosti aktuatorja in je striktno povezana samo z določeno
vrsto materiala.
Slika 2.8: Induktivno cilindrično stikalo [8]
Tehnični podatki induktivnih senzorjev, katere smo uporabili v hidravličnem sistemu, so
prikazani v tabeli 2.5.
Tabela 2.5: Tehnični podatki induktivnih stikal [10]
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
10
Industrijski krmilnik Siemens S7-200
Serija S7-200 je linija programirljivih logičnih krmilnikov (PLC-jev), ki lahko nadzorujejo različne
aplikacije za avtomatizacijo. Kompaktna oblika, razširljivost, nizka cena in zmogljiv nabor
navodil PLC-jev, je odlična rešitev za nadzor manjših aplikacij. Širok nabor različnih CPU
velikosti in napetosti omogočajo prilagodljivost, ki je potrebna za rešitev avtomatizacije.
Krmilniki serije S7-200 so namenjeni reševanju manj zahtevnih nalog v avtomatizaciji,
predvsem za manjše zaključne sisteme. Kljub preprosti arhitekturi in nizki ceni, pa nam
krmilniki nudijo:
- integrirane PID regulacijske funkcije,
- matematiko s plavajočo vejico,
- hitre števce,
- programski pomnilnik z mnogo funkcijami,
- več različnih načinov programiranja,
- hitro in preprosto programiranje,
- komunikacijo z zunanjimi napravami [4].
Za avtomatično zvezno vodenje vertikalnega hidravličnega valja smo uporabili Siemens-ov
industrijski krmilnik iz serije S7-200, z oznako CPU 216 AC/DC/Relay (Slika 2.9). Industrijski
krmilnik je povezan z analognim vhodnim/izhodnim razširitvenim modulom.
Slika 2.9: Industrijski krmilnik Siemens S7-200
Tehnični podatki industrijskega krmilnika, ki smo ga uporabili za vodenje hidravličnega valja so
prikazani v tabeli 2.6.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
11
Tabela 2.6: Tehnični podatki industrijskega krmilnika [5]
Podrobnejše podatke lahko najdemo v podatkovnem listu krmilnika.
Krmilnik temelji na modularni izgradnji PLC-jev, kar pomeni, da uporabniku omogoča poljubno
dodajanje digitalnih in analognih vhodnih/izhodnih ter komunikacijskih razširitvenih modulov.
Za prenos podatkov na proporcionalni ventil hidravličnega sistema, je bilo potrebno uporabiti
analogni razširitveni modul. Uporabili smo analogni vhodno/izhodni modul EM 235 (Slika
2.10), s pomočjo katerega smo pošiljali analogni izhodni signal od -10 do +10 V na elektroniko
proporcionalnega ventila.
Slika 2.10: Analogni V/I razširitveni modul [9]
Tehnični podatki razširitvenega modula so prikazani v tabeli 2.7.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
12
Tabela 2.7: Tehnični podatki razširitvenega modula [5]
3 ZASNOVA IN IZVEDBA MEHANSKEGA DELA SISTEMA
Izbira in način namestitve hidravličnega valja
Za obstoječo kovinsko konstrukcijo (Slika 3.1 ), je bilo najprej potrebno izbrati najugodnejšo
namestitev hidravličnega valja.
Slika 3.1: Obstoječi hidravlični sistem
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
13
Za lažjo predstavo smo ideje za namestitev hidravličnega valja najprej izdelali v 3D obliki.
Izbirali smo med dvema opcijama, ki sta prikazani na sliki 3.2. Primer (1) na sliki 3.2 prikazuje
možnost pritrditve s kovinsko konzolo, katera je že bila izdelana. S to možnostjo bi pridobili
več delovnega prostora pod hidravličnim valjem, saj bi bil nameščen višje kot v primeru (2).
Slabost primera (1) je bila potrebna izdelava dodatne plošče z navojnimi luknjami (Slika 3.3).
Navojne luknje bi se morale zelo natančno ujemati z luknjami na hidravličnem valju. V tem
primeru bi bili primorani poseči v notranjost hidravličnega valja, saj bi navojne šibke valja
morale biti natančno privite na navojne luknje dodatne plošče (Slika 3.3).
Slika 3.2: Možnosti pritrditve hidravličnega valja
Slika 3.3: Način pritrditve s konzolo
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
14
Hitrejša za izdelavo, cenejša in manj zahtevna je bila rešitev primera (2) na sliki 3.2. Zato smo
izbrali pritrditev hidravličnega valja z dodatnimi podložnimi kovinskimi ploščicami. Izdelava
ploščic je zahtevala predhodno izdelavo tehniške dokumentacije (Slika 3.4). Da bi dosegli večjo
odmično razdaljo hidravličnega valja od kovinske konstrukcije, je bilo potrebno izdelati
kovinske distančne podložke. Vse izdelane elemente smo prebarvali s kakovostno barvo,
odporno proti obrabi in oljnim madežem. Za pritrditev je bila potrebna izbira primernih
vijakov, matic in podložk (navadnih in vzmetnih).
Slika 3.4: Tehniška dokumentacija za izdelavo podložnih ploščic hidravličnega valja
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
15
Za pritrditev hidravličnega valja na ploščice, z luknjami Ø13 mm, smo uporabili 4 vijake
velikosti M12, matice ter navadne in vzmetne podložke. Hidravlični valj s pritrjenimi ploščicami
smo nato namestili na kovinsko konstrukcijo s štirimi vijaki M16, dimenzije 16 x 80 mm. Za
pritrditev vijakov smo uporabili navadne (17 mm) in vzmetne (16,2 mm) podložke.
Na sliki 3.5 je prikazana končna pritrditev hidravličnega valja na kovinsko konstrukcijo.
Slika 3.5: Pritrditev hidravličnega valja
Izbira in namestitev mehanskih priključkov hidravlične mreže
Povezavo in prenos hidravlične energije med posameznimi komponentami v hidravlični
napravi nam omogočajo hidravlične gibke cevi. Uporabili smo že obstoječe hidravlične cevi z
notranjim premerom Ø16 mm, ki so bile v laboratoriju. Za izvedbo hidravlične mreže smo
izbirali med dvema možnima rešitvama. Prva rešitev je bila, da bi hkrati povezali obstoječi
horizontalni hidravlični valj in vertikalni valj, s tako imenovanimi T elementi. T elementi
omogočajo razvoj enega hidravličnega toka v dva enaka toka. V tem primeru bi bila potrebna
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
16
nabava dodatnih gibkih cevi, prav tako bi se pojavile dodatne tlačne izgube zaradi razdvojitve
toka. Da bi se temu izognili, smo izbrali drugo rešitev in sicer uporabo hitrih spojk. Hitre spojke
nam omogočajo lažji in hitrejši preklop hidravličnih cevi med že obstoječim hidravličnim
sistemom in našim hidravličnim sistemom. Za izbran primer smo naredili shemo hidravlične
mreže, ki je prikazana na sliki 3.6.
Slika 3.6: Shema hidravlične mreže
Slika 3.7: Namestitev hitrih spojk na gibke cevi
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
17
Za pritrditev hitrih spojk na hidravlične cevi je bila potrebna nabava matic, konusov,
nastavljivih kotnih priključkov ter tesnil. Uporabili smo moške in ženske tipe hitrih spojk in s
tem preprečili možnost napačne priključitve. Pri hidravličnem cilindru je bila potrebna nabava
priključkov za privitje, na katerega smo preko kotnih priključkov in hitrih spojk pritrdili
hidravlične cevi z notranjim premerom Ø16 mm (Slika 3.7). Različne velikosti prečnega preseka
pri posameznih priključnih elementih vpliva na tokovne izgube v cevnem omrežju, zato smo
izbrali enake velikosti priključnih elementov. Pri hidravličnih elementih smo izbirali velikosti
premera 16 mm oz. 16 S (S – težka).
Hidravlična shema sistema
Slika 3.8: Hidravlična shema sistema
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
18
Slika 3.8 prikazuje hidravlično shemo za hidravlični sistem. Hidravlični sistem sestoji iz
hidravličnega agregata z zobniško hidravlično črpalko, elektromagnetnega proporcionalnega
ventila, vertikalnega hidravličnega valja, tlačno omejevalnega ventila, oljnega filtra na
delovnem vodu, manometra in cevovoda.
Proporcionalni potni ventil omogoča krmiljenje smeri toka tekočine. Gre za 4/3 (št. priključkov
ventila / št. stanj ventila) potni ventil, kar nam omogoča krmiljenje med tremi stanji ventila.
Črki A in B v simbolu proporcionalnega ventila prikazujeta delovni priključek, črka P tlačni
priključek, ter črka T priključek povratnega voda. Analogni signal, katerega pridobimo iz
industrijskega krmilnika, nam omogoča krmiljenje smeri in pretoka hidravlične tekočine. Pred
vklopom sistema je ventil vedno v pretočnem mirovnem stanju. Pri elektromagnetnem
preklopu se krmilni drsnik lahko prekrmili iz mirovnega položaja samo v skrajna delovna
položaja. Kadar vzmet proporcionalnega ventila potisne krmilni drsnik skrajno desno,
omogočimo batnici prosto gibanje. Črpalka potisne hidravlično tekočino do tlačnega voda,
katera nato nadaljuje pot skozi delovne priključke, hidravlični valj in na koncu preko
povratnega voda nazaj v rezervoar hidravlične tekočine. Tlačno omejevalni ventil ščiti celoten
sistem pred previsokim tlakom. Ko tlak preseže najvišje dovoljenega, se odpre povezava z
rezervoarjem. Stanje v sredini simbola dosežemo ob vključitvi elektronike ventila. Takrat se
krmilni drsnik proporcionalnega ventila postavi v srednji položaj, ter onemogoči gibanje
batnice. Slika 3.9 prikazuje vzpostavljeno hidravlično mrežo hidravličnega sistema.
Slika 3.9: Povezava hidravlične mreže
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
19
Načrtovanje in izdelava pozicionirnega mesta
Za pozicioniranje položaja batnice hidravličnega valja, je bilo potrebno izdelati pozicionirno
mesto. Hidravlični sistem ni vseboval mesta za namestitev končnih stikal, zato ga je bilo
potrebno izdelati. Pozicionirno mesto smo najprej izdelali v računalniški 3D obliki, ki je
prikazana na sliki 3.10.
Slika 3.10: Primer izdelave pozicionirnega mesta
Izdelati je bilo potrebno nosilec, na katerega smo namestili končna stikala, ter ga pritrdili na
hidravlični valj. Za možnost nastavljanja končnih stikal v vertikalni smeri, smo načrtali vzdolžno
luknjo na nosilcu. Uporabili smo induktivna cilindrična stikala, kar nam je omogočalo
enostavno premikanje in namestitev stikal. Poleg omenjenega nosilca je bila potrebna še
izdelava nosilca za proženje končnih stikal. Le-tega smo privili na dno batnice, kar je
omogočalo gibanje nosilca skupaj z batnico cilindra. Za izdelavo komponent smo izdelali
tehnično dokumentacijo in elemente prebarvali z barvo odporno proti obrabi in oljnim
madežem (Slika 3.11).
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
20
Na slikah 3.11 in 3.12 je prikazan postopek izdelave in pritrditve nosilcev, ter namestitev
končnih stikal.
Slika 3.11: Izdelava pozicionirnega mesta
Slika 3.12: Namestitev končnih stikal
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
21
Izdelava kontrolne plošče
Kontrolna plošča hidravličnega sistema omogoča vodenje, nadzor, varnost in vizualizacijo
procesa. Kontrolno ploščo smo izdelali iz električne razvodnice, stikal in indikatorskih lučk.
Dodali smo tudi besedna in znakovna navodila za vodenje in sledenje procesu. Sestava
kontrolne plošče je prikazana na sliki 3.13.
Slika 3.13: Kontrolna plošča hidravličnega sistema
Kontrolna plošča omogoča prenos signalov preko dveh vodnikov do simulacijske plošče. Leva
stran na sliki 3.13 označuje stikala, ki predstavljajo digitalne vhode in jih preko vodnika
prenašamo na simulacijsko ploščo. Enako velja za desno stran oz. indikatorske lučke, ki
predstavljajo digitalne izhode. Oba vodnika sta povezana preko bananskih konektorjev na
simulacijsko ploščo. Simulacijska plošča je povezana z industrijskim krmilnikom. Podrobnejša
električna povezava med komponentami je opisana v podpoglavju 3.6.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
22
Načrt električne priključitve naprave z industrijskim krmilnikom in
zunanjimi napravami
Električna povezava komponent hidravličnega sistema omogoča prenos signalov v procesu.
Komponente, med katerimi je potrebna električna povezava, so prikazane na sliki 3.14.
Slika 3.14: Prikaz električne povezave med komponentami
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
23
Slika 3.15: Vezalna shema krmilnika z elektroniko ventila in senzorji
Barvne linije na sliki 3.15 prikazujejo barve žičk električne priključitve. Rdeča barva predstavlja
pozitiven pol napetosti, črna pa negativen. Induktivni senzorji imajo tri priključne žičke. Črna
žička senzorja se uporablja za prenos signala, rjava predstavlja pozitiven pol napetosti, modra
pa negativen pol. Izhodni analogni signal, katerega pripeljemo iz analognega modula,
priklopimo na škatlo elektronike proporcionalnega ventila, kot je prikazano na sliki 3.15.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
24
Slika 3.16: Vezalna shema krmilnika s simulacijsko in kontrolno ploščo
Na krmilniku smo uporabili digitalne vhode od I0.0 do I0.7 za kontrolna in končna stikala.
Indikatorske lučke smo priključili na digitalne izhode od Q0.0 do Q0.5. Neuporabljeni vhodi oz.
izhodi se lahko uporabijo za nadaljnjo projektno delo. Simulacijsko ploščo in industrijski
krmilnik (siva vezava na sliki 3.16) povezujeta dva vodnika, ki omogočata prenos digitalnih
vhodnih in izhodnih signalov.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
25
4 AVTOMATIZACIJA HIDRAVLIČNEGA SISTEMA
Programsko orodje za industrijski krmilnik
Avtomatično vodenje pomika batnice nam omogoča industrijski krmilnik Siemens S7-200.
Krmilnik programiramo v računalniškem orodju STEP 7–Micro/WIN. Orodje STEP 7 omogoča
SIMATIC komponentam možnost konfiguracije in programiranja. Uporabniški vmesnik
programa STEP 7-MicroWIN temelji na uporabi potezne menijske vrstice in oken.
Programiranje industrijskega krmilnika
Programiranje krmilnika S7-200 omogoča programsko orodje STEP7-Micro/WIN. Programsko
orodje je uporabniško prijazno in nudi možnost programiranja v treh standardnih oblikah
(ukazni, lestvični ter s funkcijski bloki). Nudi nam popolno razvojno okolje za izdelavo krmilnih
aplikacij. Navodila za povezavo krmilnika z računalnikom so prikazana v prilogi A.
4.2.1 Uporaba funkcij programskega orodja pri programiranju
V nadaljnje bo prikazanih nekaj primerov uporabe različnih funkcij programskega orodja STEP
7-Micro/WIN, ki smo jih uporabili za krmilni program sistema. Krmilnik smo programirali v
obliki lestvičnega diagrama (LD) in s pomočjo funkcijskih blokovnih diagramov (FBD), ki
omogočajo simbolično in pregledno predstavitev vezja relejskih krmilij (Slika 4.1). Program je
sestavljen iz več krmilnih mrež, ki vsebujejo povezave med kontakti (delovnimi, mirovnimi),
tuljavami, ter funkcijskimi bloki. Krmilni program temelji na različnih stanjih, katera prožijo
stikala na kontrolni plošči (Slika 3.13).
Slika 4.1: Primer lestvičnega diagrama
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
26
Krmilna mreža na sliki 4.1 prikazuje začetno stanje krmilnega programa. Sistem je vklopljen,
batnica cilindra je v izhodiščni legi, delovni proces ne poteka, stikalo za zasilni izklop je
sproščeno. Vklopno-izklopna logika (Slika 4.11) določa, da je prehod iz stanja zasilnega izklopa
v začetno stanje mogoč le s tipko STOP na kontrolni plošči. Ta prehod med stanji omogoča
vzporedna vezava na sliki 4.1, v kateri s tipko STOP resetiramo stanje Zasilni_izklop. Krmilna
mreža na sliki 4.2 (Network 2) prikazuje prehod v stanje delovanja. Delovanje omogočimo s
tipko START na kontrolni plošči, med tem pa ne sme biti sprožena tipka za ZASILNI IZKLOP.
Tipka ZASILNI IZKLOP ima ob sprožitvi mirovni kontakt. Na sliki 4.2 (Network 4) je prikazan
prehod v stanje Zasilni_izklop ob pritisku tipke ZASILNI IZKLOP. S tem setiramo (S) stanje za
zasilni izklop, vsa ostala stanja pa resetiramo (R). Zaradi preglednosti in lažjega programiranja
smo vsa stanja shranjevali kot merkerje.
Slika 4.2: Prehod v stanje delovanja procesa
Vrednosti hitrosti smo prenašali v obliki besede preko funkcijskega bloka MOVW (Slika 4.2,
Slika 4.3). Instrukcija MOVW omogoča prenos vrednosti iz pomnilniške lokacije vhoda (IN) v
novo (OUT) izhodno lokacijo, brez spreminjanja prvotne vrednosti. Hitrost smo shranjevali kot
besedo, v pomnilniku VW pod določenim naslovom (Slika 4.3). Pomnilnik V omogoča
shranjevanje vmesnih rezultatov operacij, ki jih izvaja kontrolna logika programa.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
27
Slika 4.3: Funkcija V pomnilnika [5]
VW0 smo v krmilnem programu uporabljali za shranjevanje različnih vrednosti hitrosti. VW2
pa smo uporabljali za shranjevanje vrednosti hitrosti pri zaustavitvi procesa (Slika 4.2, 4.4).
Krmilna mreža na sliki 4.4 prikazuje prehod v stanje zaustavitve procesa. Med delovnim
procesom lahko delovanje zaustavimo s tipko STOP. Ob zaustavitvi se vrednost hitrosti VW0
shrani kot hitrost VW2. Hitrost VW2 nato uporabimo v stanju delovanja (Slika 4.2), kar nam
omogoča, da lahko proces nadaljujemo od točke zaustavitve batnice cilindra naprej.
Slika 4.4: Prehod v stanje zaustavitve procesa
Instrukcijo MOV_W smo uporabili tudi za prenos vrednosti 0 na elektroniko ventila. To nam je
omogočilo zaustavitev delovnega giba batnice. Slika 4.5 prikazuje krmilni mreži (Network 6,
Network 7), v kateri smo vrednost 0 prenesli v hitrost VW0. Shranjeno vrednost 0, smo nato
prenesli preko analognega izhoda na elektroniko ventila (Slika 4.6). Vrednost 0 smo uporabili
v stanju zaustavitve in zasilnega izklopa procesa.
Slika 4.5: Funkcija za zaustavitev delovnega giba batnice
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
28
Za prenos hitrosti na analogni izhod smo prav tako uporabili funkcijski blok MOVW, vendar
smo kot izhodno enoto nastavili AQW0 (Slika 4.6). Krmilnik S7-200 pretvori 16-bitno digitalno
vrednost v tok ali napetost. Ta vrednost se zapiše v identifikacijskem območju (AQ), obliki
podatka (W) in začetnem bitu naslova (0). Analogni izhodi so besede in se vedno začnejo s
številkami enakimi številkam bitov (kot so 0, 2 ali 4), zato jih zapišemo enako številkam
naslovov bitov (kot so AQW0, AQW2 ali AQW4). Krmilna mreža na sliki 4.6 prikazuje prenos
hitrosti VW0 na analogni izhod oz. elektroniko ventila. Vrednost hitrosti VW0 je odvisna od
stanja v katerem se nahajamo. Stanja so zapisana kot merkerji, zato se v stanju SET (S) prenese
hitrost posameznega stanja na analogni izhod.
Slika 4.6: Zapis analognih vrednosti
Prehod med različnimi hitrosti gibanja batnice, nam omogočajo stanja od 1 do 4. Stanje_1
predstavlja hiter gib batnice cilindra navzdol, Stanje_2 počasen gib navzdol, Stanje_3 hiter gib
navzgor, ter Stanje_4 počasen gib navzgor. Preklop med stanji nam omogočajo končna stikala.
Na sliki 4.7 so prikazane krmilne mreže programa, v katerih smo določali pogoje za prehode
med stanji. Pogoj za preklop med stanji so bili induktivni senzorji, ki so ob sprožitvi omogočili
prehod v naslednje stanje.
Slika 4.7: Določanje položaja batnice s pomočjo stanj
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
29
Za nastavljanje različnih hitrosti gibanja batnice hidravličnega cilindra smo uporabili funkciji za
seštevanje (ADD_I) in odštevanje (SUB_I). Instrukciji za seštevanje in odštevanje seštevata ali
odštevata dve 16-bitni spremenljivki v 16-bitni rezultat. Funkciji smo uporabljali v kombinaciji
z blokom za neenakost, ter tako inkrementalno povečevali oz. zmanjševali hitrost. Na sliki 4.8
so prikazane krmilne mreže, v katerih smo določali hitrosti gibanja batnice cilindra. Hitrost
VW0 smo povečevali po koraku 100, dokler vrednost ni bila večja oz. manjša ali enaka določeni
vrednosti v bloku neenakosti (Slika 4.8). Hitrost je zapisana kot beseda, kar omogoča
spreminjanje napetosti v vrednosti od -32000 do 32000 (-10 do 10 V). V krmilnih mrežah na
sliki 4.8 so prikazane različne vrednosti za izhodno hitrost. Vrednost hitrosti smo nastavljali
glede na željeni gib in hitrost pomika batnice. Vrednost 13000 v krmilni mreži (Network 13)
predstavlja 4V izhodne napetosti. Vrednost -20000 v krmilni mreži (Nework 15) pa 6,25 V
izhodne napetosti. Pretvorbo vrednosti nam omogoča krmilnik oz. analogni modul krmilnika.
Slika 4.8: Nastavljanje hitrosti gibanja batnice
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
30
Na sliki 4.9 je prikazana krmilna mreža za prižiganje indikatorskih lučk na kontrolni plošči
(3.13). Krmilje signalizacije smo izvedli s pomočjo setiranja in resetiranja tuljav, katera
predstavljajo indikatorske lučke. Senzorji prožijo oranžne lučke, ki se prižigajo napram položaja
batnice. Merkerja Gib_navzdol in Gib_navzgor določata prižiganje zelene in rdeče lučke.
Slika 4.9: Krmilni program signalizacije
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
31
Krmilni program sistema
4.3.1 Tehnološka shema sistema
Slika 4.10: Tehnološka shema
4.3.2 Tehnološke zahteve sistema
Proces sistema temelji na gibanju batnice hidravličnega valja. Proces se izvaja ponavljajoče do
zaustavitve ali prekinitve procesa. S pritiskom na tipko VKLOP preidemo v začetno stanje
procesa. Prehod v delovanje sistema omogočimo s tipko START. Batnica hidravličnega valja se
začne s hitrim gibom navzdol (0,08 m/s) po vertikalni liniji (a) pomikati do končnega stikala oz.
senzorja 3 na sliki 4.10. Ob sprožitvi senzorja 3, sledi počasen gib batnice (0,04 m/s) po liniji
(b) navzdol do končne lege oz. senzorja 4. Ko batnica doseže končno lego, sledi hiter gib
navzgor (0,08 m/s) po liniji (c). Hiter gib navzgor se izvede do sprožitve senzorja 2, nato se
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
32
začne počasen gib batnice (0,04 m/s) po liniji (d) navzgor v začetno lego. Kadar batnica doseže
začetno lego oz. senzor 1, se proces ponovi. Proces se izvaja do prekinitve. Delovni proces
ustavimo s tipko STOP ali ZASILNI IZKLOP. V primeru pritiska tipke STOP, se delovni proces
zaustavi. Nadaljevanje procesa od točke zaustavitve, lahko omogočimo s tipko START. Ob
pritisku tipke ZASILNI IZKLOP, je onemogočeno takojšnje nadaljevanje sistema s pritiskom
tipke START. Za ponoven zagon procesa je potrebno najprej sprostiti tipko ZASILNI IZKLOP,
pritisniti tipko STOP in še le nato tipko START. Diagram vklopno-izklopne logike je prikazan na
sliki 4.11.
4.3.3 Vklopno-izklopna logika programa
Vklopno-izklopna logika nam omogoča razumevanje prehajanj med stanji v procesu. Stikala
VKLOP/IZKLOP, START, STOP in ZASILNI IZKLOP, ki se nahajajo na kontrolni škatli (Slika 3.13),
nam omogočajo prehajanje med stanji. Slika 4.11 ponazarja prehode med stanji.
Slika 4.11: Diagram stanj
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
33
4.3.4 Krmilna veriga sistema
Slika 4.12: Krmilna veriga
4.3.5 Prireditvena tabela
Slika 4.13: Prireditvena tabela
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
34
4.3.6 Diagram stanj za ciklično delovanje sistema
Slika 4.14: Diagram stanj
Signalizacija sistema je povezana z gibanjem batnice hidravličnega valja. Proces prižiganja
indikatorskih lučk je viden v diagramu stanj na sliki 4.14. Ob zagonu procesa se batnica
hidravličnega valja začne pomikati navzdol. Takrat gori zelena lučka na kontrolni plošči.
Oranžne lučke, ki ponazarjajo končna stikala, se med delovnim procesom vklapljajo oz.
izklapljajo v odvisnosti od položaja batnice cilindra. V začetni legi žarijo vse štiri oranžne lučke,
ter se ob pomiku batnice navzdol ugašajo po vrstnem redu končnih stikal. Kadar se batnica
hidravličnega valja pomika navzgor, je prižgana rdeča lučka. Oranžne lučke se od končne do
začetne lege prižigajo po vrstnem redu proženja končnih stikal.
Priloga B vsebuje celoten krmilni program napisan v računalniškem orodju STEP 7-Micro/WIN.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
35
5 ANALIZA REZULTATOV
Na začetku smo preučili in načrtovali celoten hidravlični sistem. Načrtovati je bilo potrebno
zgradbo celotne naprave, ter vključiti obstoječe komponente v Laboratoriju. Najprej smo
preučili možnost uporabe industrijskega proporcionalnega ventila ter hidravličnega valja.
Zaradi manjših dinamičnih zmogljivosti proporcionalnih ventilov, proizvajalci priporočajo
pazljivo uporabo ventilov v regulacijski sistemih. V obzir temu, smo se odločili za odprto-
zančno vodenje hidravličnega sistema. Hidravlični valj smo namestili vertikalno.
Za preizkus delovanja komponent je bila potrebna vzpostavitev hidravličnega sistema. Poleg
obstoječih elementov, kateri so bili na razpolago v Laboratoriju, je bila potrebna nabava še
manjkajočih. Za manjkajoče elemente pri pritrditvi hidravličnega valja iIz Komponente
potrebne za obnovitev, ter na novo izdelane, smo prebarvali z večkratnim nanosom
obstojnega laka in jih s tem zaščitili pred obrabo. Potrebna je bila nabava elementov za
vzpostavitev hidravlične mreže. Izbrali smo rešitev gibkih hidravličnih cevi s hitrimi spojkami.
Poleg ustreznih hitrih spojk, je nakup vseboval še priključne in tesnilne elemente za namestitev
hitrih spojk. Po vzpostavitvi hidravlične mreže smo preizkusili delovanje sistema. Pri prvem
preizkusu smo opazili manjše puščanje tesnil pri pritrditvi proporcionalnega ventila na
priključno ploščo hidravličnega valja. Ta problem smo odpravili z zamenjavo starih tesnil z
novimi.
Pozicioniranje položaja batnice hidravličnega cilindra omogoča pozicionirno mesto. Poleg
zasnove in izdelave mehanskega dela, je bila potrebna še nabava končnih stikal. Odločili smo
se za nakup induktivnih cilindričnih stikal.
Nato je sledila zasnova avtomatizacije hidravličnega sistema. Izdelali smo električne sheme za
priključitev naprave z industrijskim krmilnikom in senzorji. Komponente smo ustrezno povezali
in začeli s programiranjem krmilnika. Za Siemens S7-200 je potrebna posodobitev
programskega orodja na sodobnih operacijskih sistemih (Windows 7, Windows 10). To nam je
povzročalo nekaj več težav, vendar smo jih s pomočjo internetnih virov odpravili.
Inkrementalno povečevanje hitrosti batnice nam je omogočalo, da smo dosegli vodenje po
rampah funkcij in s tem ublažili sunke hidravličnega pogona. Najhitrejši gib batnice je dosegel
hitrost 0,08 m/s, najpočasnejši pa 0,04 m/s.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
36
6 SKLEP
Ustaljena zahteva, ki jo sodobna strojegradnja postavlja proizvajalcem pogonskih sistemov, je
doseganje točnosti pomikov ob velikih hitrostih in silah. Slednje se nanaša tudi na hidravlične
pogone, ki se uporabljajo na strojih za preoblikovanje kovin. Glavni cilj našega hidravličnega
sistema je avtomatično vodenje pomika batnice vertikalnega hidravličnega valja, po začrtani
trajektoriji. Vodenje smo izvedli s pomočjo industrijskega krmilnika. Za pozicioniranje položaja
batnice cilindra smo uporabili induktivne senzorje, ki delujejo kot končna stikala. Ključno
komponento pri izvedbi sistema je predstavljala uporaba elektrohidravličnega
proporcionalnega ventila. S pomočjo analognega izhoda na komunikacijskem modulu
krmilnika smo prenašali signal na elektroniko ventila. Z vrednostmi od -10 do 10 V smo
nastavljali hitrost gibanja batnice in se tako približali principu procesa preoblikovanja kovin. V
krmilnem programu smo uporabili inkrementalno povečevanje hitrosti batnice. To nam je
omogočalo, da smo dosegli vodenje po rampah funkcij in s tem ublažili sunke hidravličnega
pogona. Najhitrejši gib batnice je dosegel hitrost 0,08 m/s, najpočasnejši pa 0,04 m/s.
Programiranje je zaradi dinamičnih zmožnosti proporcionalnega ventila potekalo v odprti
zanki. Program, napisan za avtomatično vodenje vertikalnega hidravličnega valja, deluje po
principu hitrega giba navzdol, počasnega giba navzdol do končne lege, hitrega giba navzgor in
nato počasnega giba navzgor v izhodiščni položaj. V nadaljevanju raziskave je možna
namestitev orodja oz. mase bremena na batnico hidravličnega cilindra, kar bi povzročilo
dodatno težavo pri pozicioniranju in krmiljenju cilindra. S tem bi se približali podobi nekaterih
naprav iz industrijske prakse. Cilj nadaljnjih raziskav bi bila potrebna preučitev algoritmov za
regulacijo pomika in sile.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
37
7 VIRI
[1] MAPRO, Hidravlični cilindri (valji) [splet], Dosegljivo:
http://www.mapro.si/slo/proizvodno-prodajni-program/hidravlicni-cilindri/
[Datum dostopa: 15. 8. 2017].
[2] D. Scholz, Proportional hydraulics, 9. izdaja. Esslingen, 1996.
[3] M. Jelali, A. Kroll, Hydraulic Servo-systems: Modelling, Identification and Control.
Springer-Verlag London,2003.
[4] H. Berger, Automatisieren mit SIMATIC, 4. izdaja. Berlin: 2010
[5] SIEMENS, S7-200 Programmable Controller System Manual [splet], Dosegljivo:
http://www1.siemens.cz/ad/current/content/data_files/automatizacni_systemy/mik
rosystemy/simatic_s7200/manual_s7_200_2005_en.pdf
[Datum dostopa: 15. 8. 2017].
[6] Hidravlični cilinder, Dosegljivo:
http://www.hydraulicspneumatics.com/200/TechZone/Cylinders/Article/False/6423/
TechZone-Cylinders [Datum dostopa: 15. 8. 2017].
[7] Proporcionalni ventil, Dosegljivo: http://www.kanflu.com/assets/Uploads/SERVO-
VALVE-WITH-FEEDBACK-4WRPH10-RE29032.pdf [Datum dostopa: 15. 8. 2017].
[8] Induktivno stikalo, Dosegljivo: http://www.miel.si/wp-content/uploads/2012/08/e3t-
c.png [Datum dostopa: 15. 8. 2017].
[9] Analogni razširitveni modul, Dosegljivo: https://www.terapeak.com/worth/siemens-
em235-1p-6es7-235-0kd00-0xa0-plc-i-o-analog-expansion-module-
12bit/291595586614/ [Datum dostopa: 15. 8. 2017].
[10] Cylindrical Proximity Sensor E2B, Doseglijvo:
http://www.ia.omron.com/data_pdf/cat/e2b_d116-e1_1_5_csm1012652.pdf
[Datum dostopa: 15. 8. 2017].
8 PRILOGE
Priloga A
Vodenje vertikalnega hidravličnega valja z
industrijskim krmilnikom
Navodila za uporabo
Maribor, avgust 2017
Navodila za uporabo
ii
KAZALO VSEBINE
1. UVOD ........................................................................................................................ 1
2. NAVODILA ZA VARNO DELO ....................................................................................... 1
3. ELEKTRIČNA VARNOST PRI DELU ................................................................................ 2
4. UPORABA IZKLOPA V SILI ........................................................................................... 2
5. TEHNIČNI PODATKI HIDRAVLIČNEGA SISTEMA............................................................ 3
6. POVEZAVA IN ZAGON HIDRAVLIČNEGA SISTEMA ........................................................ 4
6.1. POVEZAVA HIDRAVLIČNIH KOMPONENT ..................................................................... 4
6.2. POVEZAVA ELEKTRIČNIH KOMPONENT ....................................................................... 4
6.3. POVEZAVA KRMILNIKA S SIMULACIJSKO PLOŠČO ........................................................ 6
6.4. ZAGON HIDRAVLIČNEGA SISTEMA ............................................................................... 8
7. RAČUNALNIŠKI PROGRAM STEP 7-MICRO/WIN ........................................................ 10
7.1. POVEZAVA INDUSTRIJSKEGA KRMILNIKA S PROGRAMSKIM ORODJEM .................... 11
7.2. NAMESTITEV PROGRAMA NA KRMILNIK ................................................................... 14
8. NAVODILA ZA NADGRADNJO OPREME STEP 7-MICRO/WIN ...................................... 17
Navodila za uporabo
iii
KAZALO SLIK
Slika 4.1: Kontrolna plošča ......................................................................................................... 2
Slika 4.2: Kontrolna plošča hidravličnega agregata ................................................................... 3
Slika 6.1: Priključitev hidravličnih cevi na hidravlični valj ........................................................... 4
Slika 6.2: Priključitev ventila z elektroniko ventila ..................................................................... 5
Slika 6.3: Priključitev elektronike ventila z industrijskim krmilnikom ......................................... 5
Slika 6.4: Simulacijska plošča ..................................................................................................... 6
Slika 6.5: Povezava krmilnika z simulacijsko ploščo ................................................................... 6
Slika 6.6 Proženje induktivnega stikala ...................................................................................... 7
Slika 6.7: Vklop elektronike ventila............................................................................................. 8
Slika 6.8: Vklop hidravličnega agregata ..................................................................................... 8
Slika 6.9: Kontrolna plošča ......................................................................................................... 9
Slika 7.1: Namizje računalniškega zaslona ............................................................................... 10
Slika 7.2: Delovno okolje programskega orodja Micro/WIN .................................................... 10
Slika 7.3: Okno Communications Setup .................................................................................... 11
Slika 7.4. Izbira krmilnika .......................................................................................................... 11
Slika 7.5: Napaka pri komunikaciji ........................................................................................... 12
Slika 7.6: Okno Set PG/PC Interface ......................................................................................... 12
Slika 7.7: Properties .................................................................................................................. 12
Slika 7.8: Local Connection ....................................................................................................... 13
Slika 7.9: Upravitelj naprav ...................................................................................................... 13
Slika 7.10: Orodna vrstica delovnega okolja ............................................................................ 14
Slika 7.11: Okno za odpiranje programa .................................................................................. 14
Slika 7.12: Odziv na pravilnost programa ................................................................................ 14
Slika 7.13: Okno za prenos programa na krmilnik ................................................................... 15
Slika 7.14: Omogočitev delovanja programa ........................................................................... 15
Slika 7.15: Zaustavitev izvajanja programa ............................................................................. 16
Navodila za uporabo
iv
KAZALO TABEL
Tabela 6.1: Naslovi vhodov in izhodov ....................................................................................... 7
Navodila za uporabo
1
1. UVOD
Pri sistemih v katerih ima poglavitno vlogo hidravlika, se srečujemo z visokimi tlaki delovanja,
zato je varnost uporabnika še kako pomembna. Za pravilno delovanje in izvedbo funkcije na
hidravličnem sistemu, je priporočljivo, da pred priključitvijo in uporabo preberete navodila za
uporabo. Navodila za uporabo so sestavni del hidravličnega sistema in vsebujejo bistvene
podatke za učinkovito in varno uporabo, ter dolgo življenjsko dobo sistema.
2. NAVODILA ZA VARNO DELO
Pred pričetkom dela je potrebno preveriti pritrjenost:
- hidravličnega cilindra (valja),
- hitrih spojk, ki so nameščene na hidravličnih ceveh,
- elektro-magnetnega proporcionalnega potnega ventila.
Pred vključitvijo delovnega giba hidravličnega valja, se prepričamo, da ni nikogar v delovnem
območju.
V primeru, da pride do kakršnih koli napak v hidravličnem sistemu, je potrebno prekiniti z
delom.
Če opazimo, da hidravlični sistem pušča olje, je potrebno prekiniti z delom in napako popraviti.
Če pride do razlitja olja, je potrebno le-to primerno očistiti.
Med delovnim procesom mora uporabnik upoštevati varnostno razdaljo.
Pri delovanju hidravličnega sistema mora uporabnik imeti neposreden stik s kontrolno ploščo
sistema.
Pri uporabi hidravličnega sistema je potrebno upoštevati naslednja opozorila:
Zaradi lastne varnostni upoštevajte te varnostne predpise!
Navodila za uporabo
2
3. ELEKTRIČNA VARNOST PRI DELU
Hidravlični agregat je potrebno priključiti na izmenični tok z napetostjo 380V. V primeru, da
hidravlični agregat ne bomo uporabljali dlje časa, izključimo električni kabel (vtikač).
Škatlo elektronike proporcionalnega ventila je potrebno priključiti na izmenični tok z
napetostjo 220-240V. Priključimo jo samo na ozemljeno električno omrežje.
Hidravlični sistem je namenjen samo za notranjo uporabo, zato onemogočimo kakršen koli
dostop vode v delovno območje.
4. UPORABA IZKLOPA V SILI
Hidravlični sistem vsebuje dve možnosti izklopa v sili:
- gumb za zasilni izklop (goba), kateri je nameščen na kontrolni plošči (Slika 4.1), ne
izklopi hidravlični agregata. Omogoča nam zaustavitev delovnega procesa oz. pomika
batnice hidravličnega valja. Namenjen je za takojšnjo zaustavitev hidravličnega valja,
da preprečimo poškodbe le-tega ali operaterja.
Slika 4.1: Kontrolna plošča
Navodila za uporabo
3
- gumb za izklop v sili (goba), kateri je nameščen na kontrolni plošči hidravličnega
agregata (Slika 4.2), omogoča zaustavitev pretoka hidravlične tekočine in izklop
agregata. V primeru puščanja ali netesnosti sistema, ga pritisnemo pred gumbom za
zasilni izklop na sliki 4.1. V nasprotnem primeru, ga pritisnemo takoj po pritisku gumba
za zasilni izklop (Slika 4.1).
Slika 4.2: Kontrolna plošča hidravličnega agregata
5. TEHNIČNI PODATKI HIDRAVLIČNEGA SISTEMA
Za tehnične podatke vseh elementov hidravličnega sistema glej: Vodenje vertikalnega
hidravličnega valja z industrijskim krmilnikom (diplomsko delo).
Navodila za uporabo
4
6. POVEZAVA IN ZAGON HIDRAVLIČNEGA SISTEMA
Za komunikacijo hidravličnega sistema z industrijskim krmilnikom je potrebna pravilna
povezava. V tem poglavju je opisan postopek za zagon in delovanje hidravličnega sistema.
6.1. Povezava hidravličnih komponent
1) Hidravlične gibke cevi priključimo na hidravlični valj (Slika 6.1). Gibko cev z moško hitro
spojko (moder pokrov), priključimo na žensko hitro spojko (rdeč pokrov) hidravličnega
valja. Gibko cev z žensko hitro spojko (rdeč pokrov), priključimo na moško hitro spojko
(moder pokrov) hidravličnega valja.
Slika 6.1: Priključitev hidravličnih cevi na hidravlični valj
6.2. Povezava električnih komponent
1) Najprej preverimo, če so vse komponente priključene na napajanje, tj. industrijski
krmilnik (220 V), škatla elektronike elektromagnetnega proporcionalnega ventila (220
V) in hidravlični agregat (380 V).
Navodila za uporabo
5
2) Škatlo z elektroniko proporcionalnega ventila povežemo z ventilom preko dveh
kontrolnih vodnikov, ki se nahajajo na zadnji strani škatle elektronike. Vsak kontrolni
vodnik ima svoj priključek (ni možna napačna priključitev) (Slika 6.2).
Slika 6.2: Priključitev ventila z elektroniko ventila
3) Analogni razširitveni modul EM 235, krmilnika S7-200, povežemo s škatlo elektronike
ventila. Analogni izhod krmilnika preko žic, z bananskim priključkom, povežemo z
vhodnim signalom na škatli elektronike ventila. Rdečo žico (Vo +) povežemo z rdečo
obarvanim vhodnim signalom, črno žico (M -) pa s črnim vhodnim signalom (Slika 6.3).
Slika 6.3: Priključitev elektronike ventila z industrijskim krmilnikom
Navodila za uporabo
6
6.3. Povezava krmilnika s simulacijsko ploščo
Uporabljena simulacijska plošča (Slika 6.4) nam omogoča testiranje krmilnega programa in
demonstracijo vodenja procesa.
1) Izberemo simulacijsko ploščo, ki ima vsaj 16 vhodnih in 16 izhodnih priključkov.
Slika 6.4: Simulacijska plošča
2) Preverimo, katera od komunikacijskih vodnikov sta vezana na krmilnik S7-200 (CPU 216
AC/DC/Relay). Komunikacijska vodnika za vhode in izhode nato povežemo s
simulacijsko ploščo (Slika 6.5).
Slika 6.5: Povezava krmilnika z simulacijsko ploščo
Navodila za uporabo
7
3) Na simulacijsko ploščo povežemo vhode in izhode. Na vhode priključimo stikala in
senzorje, na izhode pa indikatorske lučke (Sledi električni shemi na sliki 3.16 v
diplomskem delu). Sledimo tabeli 1 in listkom, ki označujejo vsak vhod in izhod. Za
pozicijo nameščenih senzorjev glej sliko 4.10 v diplomskem delu.
Tabela 6.1: Naslovi vhodov in izhodov
4) Delovanje induktivnih stikal (končnih stikal) preizkusimo tako, da stikalu prislonimo
kovinski predmet. Pri zaznavanju kovine se sproži oranžna LED na stikalu (Slika 6.6).
Med delovnim procesom se za posamezno proženo stikalo prižge zelena LED na
krmilniku in oranžna indikatorska lučka na kontrolni plošči.
Slika 6.6 Proženje induktivnega stikala
Navodila za uporabo
8
6.4. Zagon hidravličnega sistema
Po opravljenih postopkih v poglavju 6.1. in 6.2. je hidravlični sistem pripravljen za uporabo.
1) Vklopimo računalnik.
2) Odpremo program V4.0 STEP 7-Micro/WIN SP9.
3) Krmilni program z imenom glavni_program_Semenic.mwp naložimo na krmilnik.
(Poglavje 7)
4) Na zadnji strani škatle, elektronike proporcionalnega ventila, vključimo stikalo za vklop.
Delovanje lahko preverimo z zvokom, ki ga oddaja ventil.
5) Na sprednji strani škatle vklopimo stikalo za VKLOP (prižge se zelena LED) in izključimo
DEBLOKADO (stikalo mora biti obrnjeno navzgor) (Slika 6.7).
Slika 6.7: Vklop elektronike ventila
6) S pritiskom na tipko VKLOP vključimo hidravlični agregat (Slika 6.8).
Slika 6.8: Vklop hidravličnega agregata
Navodila za uporabo
9
7) Postavimo se na varno razdaljo od hidravličnega valja.
8) Za vklop sistema vključimo stikalo VKLOP/IZKLOP na kontrolni plošči (Slika 6.9). S
pritiskom na tipko START, sprožimo gibanje batnice hidravličnega valja po zastavljeni
trajektoriji.
9) Delovanje batnice hidravličnega valja, lahko zaustavimo na poljubnem mestu s
pritiskom tipke STOP. Če želimo, da sistem nadaljuje avtomatično gibanje od točke
zaustavitve naprej, spet pritisnemo tipko START (Slika 6.9).
10) V primeru, da zaznamo napako sistema ali želimo gibanje batnice cilindra nemudoma
zaustaviti, pritisnemo tipko ZASILNI IZKLOP (Slika 6.9).
11) Za nadaljevanje delovanja sistema, sprostimo tipko ZASILNI IZKLOP. Ponovni zagon
sistema omogočimo s tipko STOP in nato s tipko START.
12) Signalizacija z lučmi na desni strani kontrolne škatle ponazarja položaj batnice
hidravličnega cilindra.
13) POMEMBNO: Tipka ZASILNI IZKLOP na kontrolni plošči zaustavi gibanje batnice
hidravličnega valja, vendar ne izklopi delovanje hidravličnega agregata (Slika 6.9). Za
izklop celotnega hidravličnega sistema je potrebno pritisniti ZASILNI IZKLOP na
kontrolni plošči hidravličnega agregata (Slika 6.8)!
Slika 6.9: Kontrolna plošča
Navodila za uporabo
10
7. RAČUNALNIŠKI PROGRAM STEP 7-Micro/WIN
Za vodenje hidravličnega procesa uporabljamo Siemensov krmilnik S7-200. Krmilnik
programiramo v programskem orodju STEP 7-Micro/WIN. Uporabljena je V4.0 SP9 verzija
programskega orodja. V primeru, da programsko orodje ni posodobljeno na verzijo SP9, je
potrebno slediti navodilom za nadgradnjo programskega orodja STEP 7-Micro/WIN v poglavju
8. Na namizju računalniškega zaslona z dvoklikom poženemo program V4.0 STEP 7-MicroWIN
SP9.
Slika 7.1: Namizje računalniškega zaslona
Odpre se delovno okolje programskega orodja, ki omogoča programiranje krmilnika.
Slika 7.2: Delovno okolje programskega orodja Micro/WIN
Navodila za uporabo
11
7.1. Povezava industrijskega krmilnika s programskim orodjem
Najprej je potrebno izvesti komunikacijo industrijskega krmilnika S7-200 s programskim
orodjem Micro/WIN. Kot prvo priključimo PC/PPI kabel, ki omogoča povezavo RS-458
komunikacijskega vmesnika krmilnika z USB komunikacijskim vmesnikom računalnika.
Če kabel PC/PPI vsebuje CD-ROM za namestitev gonilnikov, to storimo pred nastavitvami
komunikacij.
Najprej preverimo pravilnost komunikacijskih nastavitev. S klikom na ikono
Communicatons v navigacijskem meniju, se nam odpre novo okno imenovano
Communications Setup (Slika 7.3).
Slika 7.3: Okno Communications Setup
Z dvoklikom na ikono osvežimo seznam, ki prikazuje razpoložljivost krmilnikov za
povezavo z računalnikom.
Na seznamu se prikaže krmilnik, ki ga uporabljamo. Krmilnik izberemo z dvoklikom na ikono
(Slika 7.4). Izbiro krmilnika potrdimo s klikom na ikono OK.
Slika 7.4. Izbira krmilnika
Navodila za uporabo
12
V primeru, da program javi napako pri komunikaciji (Slika 7.5), sledimo nadaljnjim navodilom.
V primeru, da se napaka ne pojavi, sledimo navodilom v poglavju 7.2.
Slika 7.5: Napaka pri komunikaciji
Zaradi nepravilnosti pri komunikaciji, je potrebno nastavitve le-teh popraviti. V levem
spodnjem delu okna kliknemo na ikono . Odpre se okno Set PG/PC
Interface (Slika 7.6).
Slika 7.6: Okno Set PG/PC Interface
Na seznamu izberemo PC/PPI cable. PPI.1 – COMX in kliknemo na ikono Properties… .
Odpre se okno (Slika 7.7), kjer vnesemo enake vrednosti kot so na sliki 7.7.
Slika 7.7: Properties
Navodila za uporabo
13
Nato se s klikom pomaknemo na Local Connection (Slika 7.8).
Slika 7.8: Local Connection
Izbrati je potrebno pravilen vmesnik računalnika (COM port). Za pravilno izbiro se pomaknemo
v Nadzorno ploščo računalnika. S klikom na Upravitelj naprav se nam odpre naslednje okno
(Slika 7.9).
Slika 7.9: Upravitelj naprav
Pod zavihkom Vrata (COM in LPT) poiščemo USB – SERIAL CH340. V oklepaju se nahaja
vmesnik računalnika (COM port), katerega uporabimo za potrebne pravilne nastavitve Local
Connection (Slika 7.8).
S klikom na ikono OK potrdimo nastavitve.
Navodila za uporabo
14
7.2. Namestitev programa na krmilnik
Po uspešni komunikaciji krmilnika z računalnikom (poglavje 7.1) je potrebno program naložiti
na krmilnik. V zgornji orodni vrstici delovnega okolja, s klikom izberemo ikono za odpiranje
datoteke programa (Slika 7.10).
Slika 7.10: Orodna vrstica delovnega okolja
Odpre se nam okno Odpiranje (Slika 7.11). Poiščemo krmilni program z imenom
glavni_program_Semenic.mwp (*.mwp vrsta datoteke). Datoteko krmilnega programa z
imenom glavni_program_Semenic.mwp najdete na priloženem CD-ju diplomske naloge.
Slika 7.11: Okno za odpiranje programa
Izbiro potrdimo s klikom na ikono Odpri. Izbran program se nam odpre v delovnem okolju. Da
preverimo pravilnost programa, v orodni vrstici kliknemo v na ikono Compile all. V kolikor
program ne vsebuje napak in je pripravljen za namestitev na krmilnik, lahko preverimo v
spodnjem oknu delovnega okolja (Slika 7.12).
Slika 7.12: Odziv na pravilnost programa
Navodila za uporabo
15
Za prenos programa na krmilnik, kliknemo na ikono Download. Odpre se nam okno za
prenos programa, v katerem s klikom na Download potrdimo prenos (Slika 7.13).
Slika 7.13: Okno za prenos programa na krmilnik
Počakamo, da se program prenese na krmilnik. Da se program začne izvajati, moramo le-tega
zagnati s klikom na ikono RUN v zgornji orodni vrstici delovnega okolja. Pojavi se okno (Slika
7.14),v katerem s klikom na ikono Yes krmilniku omogočimo prehod v stanje delovanja.
Slika 7.14: Omogočitev delovanja programa
Navodila za uporabo
16
Na krmilniku S7-200 se pri RUN zasveti zelena (LED) luč. Program je tako nameščen na krmilnik
in je pripravljen za delovanje.
Za lažji pregled poteka izvajanja programa v realnem času, izberemo ikono Monitoring v
zgornji orodni vrstici delovnega okolja. Ta funkcija nam omogoča lažje spremljanje izvajanja
programa krmilnika, medtem, ko se izvaja proces v realnem času.
Za prekinitev izvajanja programa oz. prehod krmilnika v stanje nedelovanja, v zgornji orodni
vrstici delovnega okolja izberemo ikono STOP. Ukaz potrdimo v naslednjem oknu, ki se
pojavi s klikom na ikono Yes (Slika 17).
Slika 7.15: Zaustavitev izvajanja programa
Za natančnejša navodila glede krmilnega programa hidravličnega sistema glej poglavje 4.3.
v diplomskem delu!
Navodila za uporabo
17
8. Navodila za nadgradnjo opreme STEP 7-Micro/WIN
1. ZAHTEVE:
- Operacijski sistem Windows 7 (32 ali 64 bit), Windows 10 (32 ali 64 bit);
- Nameščena programska oprema STEP 7-Micro/WIN V4 z verzijo SP8;
- Registracija na Siemensovi spletni strani;
2. NAVODILA ZA NAMESTITEV ZA STEP7 MicroWIN V4 SP9
i. Prenesite datoteko na vaš računalnik (Datoteko najdete na spletni strani:
https://support.industry.siemens.com/cs/document/58523240/step7-microwin-
v4-0-sp8-and-sp9?dti=0&lc=en-WW)
ii. Preneseno datoteko step7_mw_v4_sp8_9.zip razširimo z ustreznim programom
iii. Odpremo mapo Disk1 in zaženemo datoteko setup.exe
iv. Sledimo postopku namestitve, da zaključimo proces
v. Po uspešni namestitvi najdemo STEP7 MicroWIN V4 SP9 v meniju START pod
datoteko Simatic
3. DODATNE ZAHTEVE
V kolikor imamo nameščeno starejšo verzijo (SP5, SP7) programa STEP 7 MicroWIN,
moramo verzije postopno nadgrajevati. Npr., če imamo verzijo SP7, jo najprej nadgradimo
na verzijo SP8 in še le na to na verzijo SP9.
Če nimamo datoteke za namestitev PC/PPI kabla, ki omogoča povezavo RS-458
komunikacijskega vmesnika krmilnika z USB komunikacijskim vmesnikom računalnika, le-
to najdemo na CD-ju diplomske naloge pod imenom PCPPIcable.zip.
Priloga B
Krmilni program
2
Krmilni program
3
Krmilni program
4
Krmilni program
5
Krmilni program
6
Krmilni program
7
Krmilni program
8
Krmilni program
9
Krmilni program
10