UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA ELEKTROTEHNIKO, RAČUNALNIŠTVO IN INFORMATIKO Primoţ Kovačič AVTOMATIZACIJA STROJA ZA KRIVLJENJE PLOČEVINE Diplomsko delo Maribor, junij 2016
Smetanova ulica 17 2000 Maribor, Slovenija AVTOMATIZACIJA STROJA ZA KRIVLJENJE PLOČEVINE Diplomsko delo Študent: Študijski program: Smer: Mentor: Primoţ Kovačič Višješolski študijski program Elektrotehnika Avtomatika in robotika doc. dr. Nenad Muškinja Lektorica: Irena Ţunko, prof. slov. j.
ZAHVALA Zahvaljujem se mentorju dr. Nenadu Muškinji za pomoč in vodenje pri pisanju diplomske naloge. Zahvalil bi se tudi druţini, ki me je med študijem podpirala in mi študij tudi omogočila. Še posebej se zahvaljujem očetu, ki mi je omogočil izdelavo diplomske naloge. Prav tako se zahvaljujem sošolcem in prijateljem, ki so me podpirali in spodbujali med študijem. i
ii
AVTOMATIZACIJA STROJA ZA KRIVLJENJE PLOČEVINE Ključne besede: avtomatizacija, mikrokrmilnik, frekvenčni pretvornik, stroj za krivljenje pločevine UDK: 681.5:621.98(043.2) Povzetek: Namen diplomske naloge je avtomatizirati stroj za krivljenje pločevine. Za krmiljenje stroja je bil izbran mikrokrmilnik proizvajalca Siemens. Krmilje dopolnjuje mikrokrmilnik proizvajalca Arduino, s pomočjo katerega je bil preko vnesenega gesla izdelan sistem za vklop vseh funkcij stroja. V nalogi so opisani gradniki, ki so bili uporabljeni v projektu, kakor tudi pomembnejše krmilne sheme, ki so bile izdelane v programskem okolju EPLAN. Predstavljena je tudi programska oprema LOGO!Soft Comfort in Arduino, s pomočjo katerih smo izdelali programa za uporabljena mikrokrmilnika. iii
METAL SHEET BENDING MACHINE AUTOMATION Key Words: automation, microcontroller, frequency converter, machine for bending sheet metal UDK: 681.5:621.98(043.2) Summary: The purpose of the graduation thesis is to automate the machine for bending sheet metal. A microcontroller produced by Siemens was chosen for controlling the machine. Control is complemented with a microcontroller produced by Arduino; it was used to create a system for switching on all functions of the machine with the help of an inserted password. The paper describes the building blocks used in the project as well as the more important controller schemes designed in the programming environment EPLAN. LOGO!Soft Comfort and Arduino software which are also presented. iv
KAZALO VSEBINE 1 UVOD... 1 1.1 Cilji diplomske naloge... 2 2 ZAHTEVE... 3 2.1 Opis stroja za krivljenje pločevine... 3 2.2 Izvedba avtomatizacije stroja... 5 3 OPIS STROJNE OPREME... 6 3.1 Asinhronski motor... 6 3.2 Frekvenčni pretvornik... 7 3.3 Motorsko zaščitno stikalo... 9 3.4 Induktivna tipala... 10 3.5 Mehanska končna stikala... 12 3.6 Nožna stopalka... 13 3.7 Varnost... 13 3.8 Mikrokrmilnik Arduino UNO... 15 3.9 Mikrokrmilnik Siemens LOGO!... 17 3.10 Ostali gradniki... 19 4 NAČRTOVANJE KRMILJENJA STROJA ZA KRIVLJENJE PLOČEVINE. 20 4.1 Delovanje stroja... 22 4.2 Risanje krmilnih shem... 23 4.2.1 Kreiranje projekta... 23 4.2.2 Vstavljanje simbolov... 24 4.2.3 Izdelava makrojev... 27 4.3 Krmilna omara... 28 4.3.1 Potek nameščanja in povezovanja gradnikov... 29 v
4.3.2 Komandni pult... 30 4.3.3 Dozi na stroju... 31 5 PROGRAMIRANJE... 33 5.1 LOGO!Soft Comfort... 33 5.1.1 Simulacije logičnega vezja... 34 5.1.2 Izdelava programa... 34 5.1.3 Prenos programa na LOGO!... 38 5.2 Programiranje mikrokrmilnika Arduino... 39 5.2.1 Dodajanje knjiţic... 40 6 TESTIRANJE IN ZAGON STROJA ZA KRIVLJENJE PLOČEVINE... 42 6.1 Končna cena projekta... 44 7 SKLEP... 45 8 VIRI... 46 vi
KAZALO SLIK SLIKA 2.1: STROJ ZA KRIVLJENJE PLOČEVINE.... 4 SLIKA 3.1: TRIFAZNI ASINHRONSKI MOTOR.... 7 SLIKA 3.2: FREKVENČNI PRETVORNIK.... 8 SLIKA 3.3: VEZAVA FREKVENČNEGA PRETVORNIKA.... 9 SLIKA 3.4: MOTORSKO ZAŠČITNO STIKALO.... 10 SLIKA 3.5: INDUKTIVNO TIPALO ZA ZAZNAVANJE POZICIJE.... 11 SLIKA 3.6: MEHANSKO KONČNO STIKALO.... 12 SLIKA 3.7: NOŢNO STIKALO.... 13 SLIKA 3.8: VARNOSTNI RELE.... 14 SLIKA 3.9: OŢIČENJE VARNOSTNEGA RELEJA.... 15 SLIKA 3.10: ARDUINO UNO IN RELEJSKA PLOŠČA V DOZI.... 16 SLIKA 3.11: VEZAVA ARDUINO UNO.... 17 SLIKA 3.12: SIEMENS LOGO!... 18 SLIKA 4.1: VEZAVA SIEMENS LOGO!.... 22 SLIKA 4.2: KREIRANJE PROJEKTA.... 24 SLIKA 4.3 : KNJIŢICA SIMBOLOV... 25 SLIKA 4.4: VNOS INFORMACIJ O SIMBOLU.... 26 SLIKA 4.5: MAKRO.... 27 SLIKA 4.6: SHRANJEVANJE MAKROJA.... 28 SLIKA 4.7: KRMILNA OMARA.... 29 SLIKA 4.8: NOTRANJOST KRMILNE OMARE.... 30 SLIKA 4.9: KOMANDNI PULT.... 31 SLIKA 5.1: LOGO!SOFT COMFORT... 33 SLIKA 5.2: PROGRAMSKO OKNO LOGO!SOFT.... 35 vii
SLIKA 5.3: MENIJI NA PRIKAZOVALNIKU.... 36 SLIKA 5.4: BLOKOVNA SHEMA.... 37 SLIKA 5.5: POVEZAVA MED PC IN LOGO!.... 38 SLIKA 5.6: PROGRAMSKO OKNO ARDUINO.... 39 SLIKA 5.7: DIAGRAM POTEKA.... 40 SLIKA 5.8: DODAJANJE KNJIŢIC.... 41 SLIKA 6.1: SIMULACIJA NA RAČUNALNIKU.... 42 SLIKA 6.2: ZAKRIVLJENA PLOČEVINA.... 43 KAZALO TABEL TABELA 3.1 PODATKI TRIFAZNEGA ASINHRONSKEGA MOTORJA... 6 TABELA 3.2: TEHNIČNE KARAKTERISTIKE TIPALA ZA ZAZNAVANJE POZICIJE.... 11 TABELA 3.3: TEHNIČNI PODATKI SIEMENS LOGO!.... 18 TABELA 4.1 GRADNIKI IN NJIHOVE FUNKCIJE.... 20 TABELA 4.2 : CENE UPORABLJENIH GRADNIKOV... 44 viii
1 UVOD Krivljenje pločevine je eden izmed najbolj razširjenih tehnoloških postopkov v kovinarski industriji. Pločevino lahko krivimo na različne načine. Med pogostejše obdelovalne postopke sodi postopek, pri katerem pločevino krivimo oziroma oblikujemo v matrici. Pri tem postopku se zgornje orodje (pestič) pomika navzdol in potisne pločevino ob spodnje orodje (matrica), ki je fiksirano na stroju. Postopek izvajamo s stiskalnicami. Med stiskalnimi stroji so velike razlike v izvedbi, delovanju in načinu vodenja. Trenutno so v industriji najpogostejši mehanski stroji, ki delujejo s pomočjo vrtečega vztrajnika, in hidravlični stiskalni stroji. Stroji za krivljenje so se po izumu računalnika začeli naglo izboljševati. Tako imamo danes na voljo sodobne hidravlične stroje z računalniškim numeričnim vodenjem (Computer Numeric Control CNC), ki veljajo za najbolj učinkovite, kar se odraţa na hitrosti in natančnosti [1, 2, 3]. Ker nakup hidravličnega stroja z računalniškim numeričnim vodenjem predstavlja velik strošek in ker tako učinkovitega in zmogljivega stroja sploh ne potrebujemo, smo se odločili, da bomo izdelali stroj za krivljenje pločevine, ki bo plod domačega razvoja in bo prilagojen našim potrebam. Odločili smo se, da bomo izdelali stoj, na katerem se pomik zgornjega orodja izvaja preko navojnih palic. Moja naloga je bila avtomatizacija stroja. Projekt je bil finančno omejen. V večini so bili uporabljeni gradniki priznanih proizvajalcev, kot so Siemens, Schneider Electric, Finder, Telematique in Sew, pa tudi gradniki kitajskih proizvajalcev. Po uvodnem delu smo navedli cilje, ki smo si jih zadali v diplomski nalogi. V poglavjih, ki sledijo, smo navedli zahteve, ki jih mora stroj izpolnjevati. Opisali smo stroj, potek dela, kakor tudi strojno opremo, ki smo jo vgradili v krmilno omaro oziroma na stroj. Nato sledi poglavje, v katerem smo opisali potek načrtovanja stroja, delovanje stoja in delo v programu za izdelovanje električne dokumentacije. Nalogo nadaljujemo s poglavjem, kjer smo predstavili programsko opremo za programiranje mikrokrmilnika Siemens LOGO! in mikrokrmilnika Arduino Uno. Sledi še poglavje, v katerem smo opisali potek testiranja in zagona stroja. 1
1.1 Cilji diplomske naloge Cilji v diplomskem delu so bili spoznati delovanje in problematiko stroja za krivljenje pločevine. Eden izmed ciljev je bil, da zagotovimo tem niţje stroške in realiziramo projekt v okviru proračuna. 2
2 ZAHTEVE Zahteve stroja za krivljenje pločevine so bile naslednje: Dimenzije stroja: o višina (1700 mm), o širina (1500 mm), o obdelovalna širina (920 mm), o dolţina (570 mm). Pomik zgornjega orodja preko navojnih palic. Reţimi delovanja: o avtomatsko delovanje (krivljenje pločevine debeline 1,5 mm pod kotom 90 ), o ročno delovanje (krivljenje pločevine do debeline 3 mm). Proizvajalci gradnikov: o frekvenčni pretvornik KEB, o pogon SEW, o mikrokrmilnik Siemens, o tipke in stikala Schneider Electric. Varnost: o stikalo za izklop v sili ob stroju in na komandnem pultu, o vklop vseh funkcij preko vnesenega gesla. 2.1 Opis stroja za krivljenje pločevine Stroj za krivljenje pločevine (Slika 2.1) je namenjen proizvodnji polizdelkov v kovinarski industriji. Stroj ima na obeh straneh pritrjeni navojni palici, preko katerih se izvaja pomik plošče, na kateri je nameščeno zgornje orodje (pestič). Navojna palica se pomika preko zobniškega prenosa, ki ga poganja nameščen elektromotor. Na stroju je nameščena miza, na katero je pritrjen spodnji del orodja oziroma matrica. Nameščena orodja na stroju lahko brez teţav zamenjamo, saj so pritrjena s pritrdilnimi vijaki. Ogrodje stroja predstavlja več 3
sestavnih delov z jeklene pločevine, ki so delno varjeni in delno pritrjeni s pritrdilnimi vijaki. Slika 2.1: Stroj za krivljenje pločevine. 4
2.2 Izvedba avtomatizacije stroja Najprej smo obravnavali problematiko stroja za krivljenje pločevine. Preučili smo različne rešitve in izračunali stroške. Ko smo izbrali najustreznejšo, smo popisali električne gradnike in jih tudi naročili. Za tem smo izdelali tabelo, ki prikazuje, kaj je priključeno na določene vhode in izhode mikrokrmilnika Siemens LOGO!, ki je bil izbran za krmiljenje sistema. Nato smo se lotili risanja krmilnih shem v programskem orodju Eplan Electric P8. Narisali smo sheme za krmilno omaro in za gradnike, ki so nameščeni na stroju. Delo smo nadaljevali z nameščanjem in povezovanjem gradnikov v krmilni omari in na stroju. Za tem smo se lotili izdelave programa za mikrokrmilnik Siemens LOGO! in mikrokrmilnik Arduino. Izdelana programa smo pred testiranjem in zagonom stroja prenesli na mikrokrmilnika, vnesli pa smo tudi parametre frekvenčnega pretvornika. V tem poglavju so predstavljene zahteve stroja. Opisan je s stroj za krivljenje pločevine in potek dela. V nadaljevanju je opisana strojna oprema. 5
3 OPIS STROJNE OPREME Gradnike smo izbirali na podlagi zahtev, cene, dobavnih rokov in zmogljivosti. Upoštevati smo morali, da so komponente med seboj kompatibilne. Odločili smo se, da bomo sistem krmilili preko napetosti 24 V, zato so bili gradniki, ki krmilijo sistem, temu prilagojeni. 3.1 Asinhronski motor Asinhronski motor je najpogosteje uporabljen med elektromotorji. Je nepogrešljiv element v industriji. Na voljo so tako v trifazni kot enofazni izvedbi, v praksi pa prevladujejo trifazni asinhronski motorji. Uporabljamo jih kot pogon za različne naprave. Prednosti asinhronskih motorjev so: cena, zanesljivost, nizki stroški vzdrţevanja, robustnost, lahko delujejo v teţkih pogojih. Na stroj smo namestili trifazni asinhronski motor proizvajalca Sew (Slika 3.1). Motor na stroju sluţi kot pogon za pomik zgornjega orodja, in sicer s pomočjo navojnih palic. Regulirali in krmilili smo ga s pomočjo frekvenčnega pretvornika. Na motor smo pritrdili reduktor z nameščenim zobniškim prenosom. Tabela 3.1 Podatki trifaznega asinhronskega motorja P U I n 0,37 kw 380 V 1,2 A 1470 vrt /min 6
Slika 3.1: Trifazni asinhronski motor. 3.2 Frekvenčni pretvornik Največkrat frekvenčne pretvornike uporabljamo za zagon in regulacijo vrtljajev trifaznega asinhronskega motorja. Deluje tako, da je hitrost vrtenja asinhronskega motorja odvisna od frekvence in napetosti asinhronskega motorja, ki je priključena na sponke statorskega navitja [4]. V krmilno omaro smo vgradili trifazni frekvenčni pretvornik proizvajalca KEB (Slika 3.2), z nazivno močjo 1,5 kw. Uporabili smo ga za spreminjanje smeri vrtenja in spreminjanje hitrosti vrtljajev trifaznega asinhronskega motorja. Na frekvenčni pretvornik smo priključili potenciometer z upornostjo 4,7 k Ω, preko katerega lahko brezstopenjsko kontroliramo hitrost vrtenja asinhronskega motorja. Potenciometer smo priključili na analogne vhode frekvenčnega pretvornika. Smer vrtenja spreminjamo s pomočjo mikrokrmilnika Siemens LOGO! in z dvema preklopnima relejema, ki sta povezana na 7
digitalne vhode frekvenčnega pretvornika (Slika 3.3). Na frekvenčnem pretvorniku je vgrajena nadzorna plošča s prikazovalnikom in štirimi tipkami. S pomočjo nadzorne plošče lahko pregledujemo, nastavljamo parametre in spremljamo trenutno frekvenco. Prikazuje tudi morebitne napake. Frekvenčni pretvornik in motor smo povezali z opletenim kablom, da smo zmanjšali vpliv elektromagnetnih motenj. Slika 3.2: Frekvenčni pretvornik. Na frekvenčnem pretvorniku smo nastavili naslednje parametre: parameter CP. 5 smo nastavili na 50 Hz (nazivna frekvenca), parameter CP. 6 smo nastavili na 2 sekundi (čas pospeševanja), parameter CP. 7 smo nastavili na 2 sekundi (čas zaviranja), parameter CP. 8 smo nastavili na vednost 25 Hz (minimalna frekvenca), 8
parameter CP. 9 smo nastavili na vrednost 65 Hz (maksimalna frekvenca). 3.3 Motorsko zaščitno stikalo Slika 3.3: Vezava frekvenčnega pretvornika. Ker smo uporabili frekvenčni pretvornik, ki ima večjo nazivno moč od nameščenega elektromotorja, smo morali tokokrogu dodati motorsko zaščitno stikalo (Slika 3.4), ki preko vgrajenega bimetalnega kontakta ščiti motor pred preobremenitvijo. V krmilno omaro smo vgradili motorsko zaščitno stikalo proizvajalca Siemens. Na stikalu lahko nastavljamo nazivni tok, in sicer od 1,1 pa do 1,6 A. Nastavili smo ga na vrednost 1,2 A. 9
Slika 3.4: Motorsko zaščitno stikalo. 3.4 Induktivna tipala Induktivno tipala omogočajo delo brez dotika. Delujejo kot detektor za zaznavanje kovin. Zelo so razširjena v industriji, kjer so praktično nepogrešljiv element. Med sabo se razlikujejo po dimenzijah, razdaljah zaznavanja in vrstah vgrajenih kontaktov. Dobre lastnosti induktivnih tipal: cenovno ugodna, dosegajo relativno visoko točnost, široko temperaturno območje delovanja, mehansko se ne obrabijo, delujejo brez kontaktno. Slabe lastnosti induktivnih tipal: velike dimenzije, manjše razdalje zaznavanja. 10
Na stroj smo namestili induktivni tipali za zaznavanje pozicije proizvajalca Huchoo (Slika 3.2). Tipalo ima naslednje karakteristike: Tabela 3.2: Tehnične karakteristike tipala za zaznavanje pozicije. Premer glave Priključna napetost Tip Razdalja zaznavanja Tok 12 mm 6 36 V DC NPN NO 4 mm 300 ma Slika 3.5: Induktivno tipalo za zaznavanje pozicije. 11
3.5 Mehanska končna stikala Mehansko končno stikalo deluje tako, da ko se ga dotakne neki togi predmet, mehansko sklene oziroma razklene kontakt. Na stroj smo namestili mehanski končni stikali (Slika 3.6), z namenom, da stroj zavarujemo pred mehanskimi poškodbami. Namestili smo jih v skrajni zgornji in skrajni spodnji poloţaj, do katerega se lahko pomakne plošča, na kateri je nameščeno orodje. Stikala so neodvisna od programa, ki se izvaja na mikrokrmilniku Siemens Logo!. Če se stikalo sproţi, se prekine napajanje na releju K2 oziroma K3. Posledica tega je, da se stroj izklopi. Slika 3.6: Mehansko končno stikalo. 12
3.6 Noţna stopalka Na tla blizu stroja smo namestili noţno stopalko proizvajalca Bernstein (Slika 3.7). Ohišje stopalke je deloma kovinsko in deloma plastično. Ima vgrajeni delovni in mirovni kontakt. Uporabili smo samo delovnega. Ko stopimo na stopalko, slednja pošlje signal na mikrokrmilnik Siemens LOGO!. 3.7 Varnost Slika 3.7: Noţno stikalo. Zaradi zagotavljanja varnosti ljudi smo v krmilno omaro namestili varnostni rele proizvajalca Siemens (Slika 3.8), ki ima vgrajena dva delovna kontakta. Namen releja je preverjanje stanj priključenih gradnikov, ki jih lahko spremljamo na vgrajenih indikatorjih. Na rele smo zaporedno priključili dve tipki za izklop v sili (Slika 3.9), preko katerih v primeru nevarnosti zaustavimo stroj. Vsaka tipka za izklop v sili ima nameščena dva mirovna kontakta. Ko se eden izmed kontaktov razklene, to rele takoj zazna in stroj izklopi. Tipki smo namestili na komandni pult in ob stroj. 13
Slika 3.8: Varnostni rele. 14
3.8 Mikrokrmilnik Arduino UNO Slika 3.9: Oţičenje varnostnega releja. Arduino UNO je mikrokrmilnik, ki temelji na osnovi čipa ATmega328. Ima šest analognih vhodov in štirinajst digitalnih vhodno/izhodnih enot (šest od teh lahko uporabimo kot pulzno širinski modulator). Obratuje pri napetosti 5 V. Mikrokrmilnik lahko napajamo preko univerzalnega serijskega vodila (Universal Serial Bus USB) ali pa nanj priključimo zunanji vir napajanja (napajalnik ali baterija) [5]. S pomočjo mikrokrmilnika Arduino UNO smo preko gesla izdelali sistem za vklop vseh funkcij stroja. Izdelali smo ga z namenom, da preprečimo nepooblaščenim osebam upravljanje s strojem. Za ta mikrokrmilnik smo se odločili zaradi tega, ker je cenovno ugoden in ker je programska oprema, namenjena programiranju mikrokrmilnika Arduino, brezplačna. 15
Na mikrokrmilnik smo priključili tipkovnico in ploščo, na kateri je nameščen rele proizvajalca Songle, ki se vklopi pri napetosti 5 V. Krmilni in močnostni del releja sta galvansko ločena. Arduino UNO in relejski modul smo namestili v plastično dozo (Slika 3.10), da ne prideta v stik s kovino. Dozo smo namestili v krmilno omaro. Slika 3.10: Arduino UNO in relejska plošča v dozi. Slika 3.11 prikazuje, kako sta na razvojno ploščo povezana tipkovnica in relejski modul. Tipkovnica je povezana na digitalne vhode od 2 do 9, relejski modul pa na izhod 12. 16
3.9 Mikrokrmilnik Siemens LOGO! Slika 3.11: Vezava Arduino UNO. Siemens LOGO! (Slika 3.10) je uporaben v manjših projektih v avtomatizaciji. Odlikuje ga enostavna uporaba, kompaktnost, enostavno oţičenje in enostavna sprememba delovanja. Ima osem osnovnih funkcij in 30/35 specialnih funkcij (odvisno od izvedbe). LOGO! omogoča uporabo analognih vhodnih in izhodnih signalov. Na LOGO! lahko priključimo module z dodatnimi vhodi in izhodi [6]. Siemens ponuja mikrokrmilnike LOGO! v različnih izvedbah. Med sabo se razlikujejo glede na napajalno napetost, število in vrsto vhodov/izhodov, po načinu komunikacije in vgrajenimi funkcijami. Odločili smo se, da bomo uporabili verzijo z oznako 24C. Oznaka 24 pomeni, da obratuje pri napetosti 24 V DC. Oznaka C pa, da ima vgrajeno uro, s pomočjo katere lahko deluje v realnem času. Omogoča tudi menjavo na zimsko/letni čas. Verzija 24C ima vgrajen tudi majhen štiri vrstičen prikazovalnik, štiri smerne tipke, tipko za potrditev in tipko za preklic. Lahko ga programiramo ročno ali pa na računalniku, in 17
sicer s programskim paketom LOGO!Soft. Odločili smo se, da ga bomo programirali na računalniku, saj je ročno programiranje precej zamudno in nepregledno. Slika 3.12: Siemens LOGO! [7]. Tabela 3.3: Tehnični podatki Siemens LOGO! [8]. Vhodi 8 Vhodi uporabni v analognem načinu 4 (0 10V) Vhodna napetost 24 V DC Dovoljeno napetostno območje Signal 0 Signal 1 Vhodni tok 20,4 V 28,8 V Max 5 V Min 12 V 2 ma (I3 I6). 0,1 ma (I1, I2, I7, I8) Izhodi 4 tranzistorski Tok na izhodu 0,3 A Kratkostična zaščita Elektronska (pribliţno 1 A) Preklopna frekvenca 10 Hz Notranji spomin 200 blokov Zaščita IP20 Sobna temperatura 0 50 C Inštalacija Pritrditev na DIN-letev Napajanje 24 V DC 18
3.10 Ostali gradniki V projektu smo uporabili še naslednje gradnike: transformator, tipke, lučke, stikala, vtičnica (1-fazna), vtičnica (3-fazna), vtič (3-fazni), sponke, konektor. V poglavju so podrobno opisani pomembnejši gradniki, ki so bili vključeni v projekt in nekatere krmilne sheme, ki prikazujejo, kako so gradniki med sabo povezani. V nadaljevanju je natančneje opisano načrtovanje. 19
4 NAČRTOVANJE KRMILJENJA STROJA ZA KRIVLJENJE PLOČEVINE Z načrtovanjem stroja smo začeli tako, da smo najprej dimenzionirali vse uporabljene električne gradnike. Torej smo določili varovalke, motorsko zaščito ter preseke kablov in ţic. Nato smo popisali vse električne gradnike, ki smo jih uporabili v projektu in jim dodelili oznake in funkcije, ki jih prikazuje spodnja tabela. Tabela 4.1 Gradniki in njihove funkcije. Oznaka Gradnik Funkcija Q1 Glavno stikalo 20 A Vklop stroja K1 Varnostni rele 24 V Izklop v sili K2 Rele 24 V Vklop pomika dol K3 Rele 24 V Vklop pomika gor K4 Rele 5 V Pošlje signal S1, S1.1 Stikalo za izklop sili Zaustavitev stroja S2 Tipka (zelena) Start programa S3 Noţna stopalka Start programa S4 Izbirno stikalo Izbira ročno ali avtomatsko S5 Tipka (bela) Ročni pomik dol S6 Tipka (bela) Ročni pomik gor S7 Končno stikalo Varovanje spodnji poloţaj S8 Končno stikalo Varovanje zgornji poloţaj S9 Induktivno končno stikalo Zaznava spodnji poloţaj S10 Induktivno končno stikalo Zaznava zgornji poloţaj T1 Transformator 230 V / 24 V M1 3-fazni asinhronski motor Pomik A1 Siemens LOGO! Krmiljenje sistema A2 Frekvenčni pretvornik Spreminjanje hitrosti motorja in sprememba smeri vrtenja A3 Arduino UNO Sistem za vklop vseh funkcij stroja P1 Potenciometer Spreminjanje hitrosti motorja P2 Tipkovnica Vnos gesla F1, F2, F3, Avtomatska varovalka Varovanje frekvenčnega pretvornika F4 Avtomatska varovalka Varovanje transformatorja F5 Avtomatska varovalka Varovanje vtičnica F6 Varovalka Varovanje tokokroga 24 V F7 Varovalka Varovanje Siemens LOGO! Q2 Bimetal Varovanje motorja H1 Indikator tipke S2 Vklopljen med delovanjem H2 Indikator tipke S5 Vklopljen med delovanjem 20
H3 Indikator tipke S6 Vklopljen med delovanjem H4 Lučka Vklopi se, ko vpišemo pravilno geslo XU1 Trifazna vtičnica Priklop motorja na krmilno omaro XU2 Enofazna vtičnica Priklop napajalnika Nato smo določil vhode in izhode mikrokrmilnika Siemens LOGO!. Uporabili smo vseh osem vhodov in vse štiri izhode. Vhodi: I1 tipka S2 za start programa, I2 induktivno tipalo za zaznavanje pozicije S10 (spodnja pozicija), I3 induktivno tipalo za zaznavanje pozicije S11 (zgornja pozicija), I4 izbirno stikalo S4 (ročni način), I5 izbirno stikalo S4 (avtomatski način), I6 tipka S6 (pomik gor), I7 tipka S5 (pomik dol), I8 rele K4 (vklop vseh funkcij). Izhodi: Q1 rele K2 (pomik dol), Q2 rele K3 (pomik gor), Q3 indikator tipke S2, Q4 lučka. Slika 4.1 prikazuje oţičenje mikrokrmilnika Siemens Logo!. 21
Slika 4.1: Vezava Siemens LOGO!. 4.1 Delovanje stroja Za začetek delovanja stroja je najprej treba vklopiti glavno stikalo Q1, ki vklopi močnostni del stroja. Nato je treba vpisati geslo na tipkovnici. Če je geslo pravilno, se vklopi rele K1 in na prikazovalniku se prikaţe sporočilno geslo pravilno. Po vklopu releja K1 preide napetost 24 V na vhod (I8), mikrokrmilnika Siemens LOGO!. Nato z izbirnim stikalom S4 izbiramo med ročnim in avtomatskim delovanjem. Za tem vstavimo pločevino v obdelovalni prostor. Avtomatsko delovanje: Če izberemo avtomatsko delovanje, je treba za začetek izvajanja programa pritisniti tipko S2 ali noţno stopalko S3. Po pritisku tipke S2 ali S3 se vklopi rele K2, ki pošlje signal na frekvenčni pretvornik, ki vklopi motor M1, plošča, na kateri je nameščeno zgornje orodje, pa se začne pomikati dol, vse do tedaj, dokler je ne zazna induktivno tipalo za zaznavanje 22
pozicije S7. Po zaznavi se vklopi rele K3, ki pošlje signal frekvenčnemu pretvorniku, ki spremeni smer vrtenja motorja M1. Plošča se začne pomikati navzgor, dokler ne preide v pozicijo, ki jo zazna induktivno tipalo za zaznavanje pozicije S8 (začetna pozicija). Po zaznavi se izklopi rele K3 in posledično motor M1. Z izklopom releja in motorja se ta del programa zaključi. S pritiskom na tipko S2 ali noţno stopalko S3, lahko cikel ponovimo. Releja K2 in K3 vklaplja in izklaplja mikrokrmilnik Siemens LOGO! Med izvajanjem cikla je vklopljen indikator na tipki S2. V primeru, da se katero tipalo za zaznavanje pozicije okvari, stroj izklopi končno stikalo, ki je nameščeno v skrajni zgornji in skrajni spodnji poziciji. Ročno delovanje: Če izberemo ročno delovanje, se po pritisku tipke S5 (pomik gor) vklopi rele K3, ki preko frekvenčnega pretvornika vklopi motor M1. Po pritisku S6 (pomik dol) se vklopi rele K2, ki preko frekvenčnega pretvornika vklopi motor M1. Pomik se izvaja tako dolgo, dokler drţimo tipko S5 ali S6. Če po pomoti pritisnemo obe tipki hkrati, se rele K2 in rele K3 izklopita. Pomik je tako zaustavljen. 4.2 Risanje krmilnih shem Električne sheme smo narisali v programskem orodju EPLAN Electric P8. Programsko orodje se v različnih panogah uporablja za optimizacijo inţeniringa in vzdrţevanje dokumentacije procesov. Uporablja ga več kot 40 tisoč strank, v več kot 50 drţavah po celem svetu [9]. 4.2.1 Kreiranje projekta Delo v programu se začne s kreiranjem novega projekta. V menijski vrstici izberemo [Project > New wizard]. Nato se nam odpre novo okno (Slika 4.2), kjer določimo: ime projekta, predlogo (navezuje se na postavitev strani), mapo, v katero se projekt shrani. 23
S klikom na gumb»next«lahko v naslednjih zavihkih spreminjamo nastavitve, ki se navezujejo na projekt. Če ţelimo izbrati privzete, izberemo gumb»finish«. 4.2.2 Vstavljanje simbolov Slika 4.2: Kreiranje projekta. Če ţelimo vstaviti simbol, moramo v menijski vrstici izbrati [Insert > Symbol] in odpre se novo okno (Slika 4.3). 24
Slika 4.3: Knjiţica simbolov. V razdelku Filter izberemo mapo»iec_symbol«, kjer najdemo simbole, narisane po standardu Mednarodne elektrotehniške komisije (International Electrotechnical Commission IEC). Simbole lahko iščemo imensko ali preko drevesne strukture. V knjiţici lahko najdemo ogromno število simbolov, ampak ne vseh. Manjkajoče si lahko izdelamo sami, in sicer s pomočjo grafičnih orodij. Ko v knjiţici najdemo simbol, ki ga ţelimo vstaviti v projekt, to potrdimo s klikom na gumb»ok«. Nato ga vstavimo v krmilno shemo in odpre se nam novo okno (Slika 4.4). 25
Slika 4.4: Vnos informacij o simbolu. V novem oknu imamo na voljo nekaj zavihkov, v katerih vnašamo informacije o izbranem simbolu. V tem primeru je bila izbrana tipka z mirovnim kontaktom. V zavihku»switch/ pushbutton«lahko vnesemo tehnične karakteristike, funkcijski tekst in označimo povezave. Element nam program samodejno označi, in sicer z oznako po standardu Mednarodne elektrotehniške komisije. Po ţelji pa jo lahko tudi spremenimo. V tem primeru je program označil tipko z oznako S1. V zavihku»display«lahko določimo pozicijo teksta, barvo pisave in kaj vse bomo prikazovali poleg simbola. 26
4.2.3 Izdelava makrojev Makroje izdelujemo zato, da si olajšamo delo in prihranimo čas pri projektiranju. Lahko jih izdelamo sami ali pa jih poiščemo na spletu. Postopek izdelave makroja, ki smo ga narisali za frekvenčni pretvornik KEB, je naslednji: Najprej frekvenčni pretvornik narišemo s pomočjo grafičnega orodja in oštevilčimo oziroma poimenujemo sponke (Slika 4.5). Slika 4.5: Makro. Nato ga označimo in v menijski vrstici izberemo [Edit > Create symbol macro]. S tem se odpre okno (Slika 4.6). V novem oknu določimo, kam ţelimo makro shraniti, napišemo ime, pod katerim ga bomo našli in ga opišemo. S potrditvijo na gumb»ok«se makro shrani. 27
Slika 4.6: Shranjevanje makroja. 4.3 Krmilna omara Na sliki 4.7 je prikazana krmilna omara, ki smo jo izdelali doma. Omara je izdelana tako, da zavzame čim manj prostora. Zato sta v njej dve plošči, na kateri lahko namestimo gradnike. Na vrhu omare je nameščen komandni pult, preko katerega upravljamo stroj. Na zadnji strani pa je nameščena trifazna vtičnica, na katero priklopimo motor in tudi konektor, na katerega lahko priključimo noţno stikalo. Na desni strani krmilne omare je nameščeno glavno stikalo. Za laţjo prestavitev pa so na njej nameščena kolesa. Nameščeno ima tudi ključavnico z namenom, da se prepreči nedovoljen pristop. 28
Slika 4.7: Krmilna omara. 4.3.1 Potek nameščanja in povezovanja gradnikov Najprej smo sneli plošči iz krmilne omare in določili razporeditev gradnikov. Za tem smo namestili DIN-letve, ki so kompatibilne z električnimi gradniki in kanale s pokrovi, za ţice in kable. Z namestitvijo letev smo zagotovili, da je morebitna menjava katerega izmed električnih gradnikov enostavna, saj jo lahko preprosto snamemo. Za tem smo namestili vse električne gradnike in jih ustrezno označili po načrtu, ki smo ga izdelali predhodno. Na komandni plošči smo zvrtali oziroma izrezali luknje za tipke, stikala, potenciometer in prikazovalnik. Na zadnji strani omare smo zvrtali luknje za uvodnice, konektor in trifazno vtičnico. Za tem smo plošči pritrdili v krmilno omaro in gradnike med sabo povezali po predhodno izdelanem načrtu v programu EPLAN Electric P8. V električno omaro (Slika 4.8) smo namestili naslednje gradnike: 29
Siemens LOGO 24c, frekvenčni pretvornik KEB, transformator Siemens, motorsko zaščitno stikalo Siemens, varovalke, priključne sponke, releje, mikrokrmilnik Arduino UNO (nameščen je v dozi, ki je pritrjena v krmilni omari), tipke, stikala, varnostni rele. 4.3.2 Komandni pult Slika 4.8: Notranjost krmilne omare. Na komandni pult (Slika 4.9) smo namestili: tipke, 30
stikalo, indikator, tipkovnico, potenciometer, prikazovalnik. Slika 4.9: Komandni pult. 4.3.3 Dozi na stroju Na stroju sta nameščeni dve dozi, v katere smo namestili priključne sponke, preko katerih je krmilna omara povezana z mehanskimi končnimi stikali in induktivnimi tipali za zaznavanje pozicije, ki so nameščeni na stroju. Krmilna omara je z dozama povezana 31
preko dveh pet ţilnih kablov. Dozi sta na stroju nameščeni zato, saj bi morali v nasprotnem primeru na vsak gradnik, ki je na stroju, v krmilni omari priključiti kabel. V poglavju je predstavljen potek načrtovanja in delo v programskem orodju EPLAN Electric P8. Opisana je krmilna omara in dozi na stroju. V nadaljevanju je predstavljeno delo s programskimi orodji za programiranje. 32
5 PROGRAMIRANJE Danes je programiranje mikrokrmilnikov enostavnejše kot je bilo v preteklosti, saj nam proizvajalci zraven mikrokrmilnikov ponujajo prilagojeno programsko opremo, s pomočjo katere lahko programiramo v sodobnih programskih jezikih. Zelo se je uveljavilo grafično programiranje. 5.1 LOGO!Soft Comfort Programsko orodje LOGO!Soft Comfort (Slika 5.1) se uporablja za programiranje mikrokrmilnikov Siemens Logo!. V programskem orodju imamo moţnost programiranja v naslednjih programskih jezikih: FBD Function Block Diagram (Funkcijski blokovni diagram), UDF User Defined Function (Uporabniško opredeljene funkcije), LAD Ladder diagram (Lestvični diagram). Odločili smo se, da bomo programirali v programskem jeziku FBD, pri katerem imamo na voljo 43 funkcijskih blokov, s pomočjo katerih programiramo aplikacijo. Bloke vstavljamo po načinu vleči in spusti. Aplikacijo, ki jo izdelamo, lahko zaščitimo z geslom. Programsko orodje nam omogoča kopiranje in shranjevanje dokumentacije. Slika 5.1: LOGO!Soft Comfort [10]. 33
5.1.1 Simulacije logičnega vezja Programsko orodje nam omogoča izvajanje simulacij logičnega vezja. Z izvajanjem simulacij prihranimo zelo veliko časa, saj napake v programu odkrijemo ţe na računalniku. Simulacije lahko izvajamo na dva različna načina. Prvi način simuliranja nam omogoča simuliranje logičnega vezja na računalniku, ne da bi bili neposredno priključeni na LOGO! (Off-line). Spreminjamo lahko stanja na vhodih in opazujemo, kaj se dogaja na izhodih. Spremljamo lahko tudi, kaj prikazuje prikazovalnik. Na ta način ţe preden naloţimo aplikacijo na Logo!, preizkusimo, ali bo delovala pravilno. Drugi način izvedbe simulacije je, da poveţemo LOGO! na računalnik (Online). Pogoj za začetek izvajanja simulacije je, da aplikacijo iz računalnika prenesemo na LOGO!. Tako lahko neposredno spremljamo stanja vhodov in izhodov med delovanjem stroja. Na ta način lahko hitreje najdemo morebitne napake, ki nastanejo pri povezovanju komponent oziroma pri načrtovanju. 5.1.2 Izdelava programa Program smo izdelovali na podlagi krmilnih shem, na katerih je določeno, kaj je priključeno na vhode in izhode. Izdelovali smo ga po delih in ga sproti povezovali v celoto. Najprej smo izdelali del programa za avtomatsko delovanje in del programa za ročno delovanje. Nato smo dodali števec za štetje skupnih delovnih ur stroja in števec, ki šteje, koliko kosov smo zakrivili. Na koncu smo izdelali še del programa, katerega namen je prikazovanje besedila na prikazovalniku. Slika 5.2 prikazuje del celotnega programa. 34
Slika 5.2: Programsko okno LOGO!Soft. Pogoji za začetek avtomatskega reţima delovanja: logična 1 na vhodu I8 (pravilno geslo), logična 1 na vhodu I4 (izbira avtomatsko), logična 1 na vhodih I2 in I3 (induktivna tipala za zaznavanje pozicije), pritisk na tipko S2 ali noţno stopalko S3. S pritiskom na tipko S2 postavimo blok»latching relay«(b036) na logično 1 in tako se stanje na izhodih Q1 in Q3 preko»and«in»or«funkcij spremeni na logično 1. Tako se začne motor vrteti in izvaja se pomik dol. Ko induktivno tipalo, ki je priključeno na vhod I2, zazna, da se zgornje orodje stroja nahaja v spodnji poziciji, se blok»latching relay«(b036) izključi. Prav tako se izključi izhod Q1. Vključi pa se blok»latching relay«(b009), preko katerega se izhod Q2 postavi na logično 1. Tako se začne izvajati pomik gor, dokler ga ne zazna induktivni končni senzor, ki je povezan na vhod I3. Izhoda Q2 in Q3 se 35
izklopita. Med procesom se na prikazovalniku ves čas izpisuje delovanje. Tako se postopek konča in ponovimo ga lahko s ponovnim pritiskom na tipko S2 ali z noţno stopalko S3. Med delovanjem se na prikazovalniku izpisujejo stanja. Na njem lahko izbiramo med tremi meniji (Slika 5.3), ki prikazujejo naslednje: na prvem imamo datum in uro, na drugem lahko vidimo, koliko kosov smo obdelali (števec poenostavimo s smerno tipko gor), na tretjem pa skupno število delovnih ur, ki so bile opravljene na stroju. Slika 5.3: Meniji na prikazovalniku. Slika 5.4 prikazuje blokovno shemo za del programa, katerega namen je, da prikazuje besedilo na prikazovalniku. Med meniji preklapljamo s smernima tipkama levo in desno. Določili smo jih s pomočjo bloka»cursor key«(na blokovni shemi C3 in C4). Da lahko preklapljamo med meniji s smernima tipkama, smo uporabiti bloke z imenom»up/down Counter«(števec gor/dol), ki imajo naslednje vhode: vhod R (postavi stanje števca na 0), vhod Cnt (števec šteje spremembe iz 0>1 ali 1>0), 36
vhod Dir (če je na vhodu logična 0, števec prišteva, če je pa logična 1, pa odšteva), vhod Par (izhod števca se vklopi oziroma izklopi, ko števec doseţe nastavljeno vrednost) [11]. S pritiskom na smerno tipko C4 (desna smerna tipka) se vrednost števcev povečuje, s pritiskom na smerno tipko C3 pa zmanjšuje. To pa zaradi tega, ker signal po pritisku tipke C4 doseţe samo Cnt vhode na števcih. Če pa pritisnemo smerno tipko C3, pa signal doseţe vhoda Cnt in Dir. Števcem smo nastavili vrednosti, pri katerih naj se vklopijo oziroma izklopijo. Ko števci doseţejo vrednost 4, se poenostavijo na 0. Izhodi števcev (B049, B047, B046) so povezani na vhode En bloka»message text«. Ko je stanje na vhodu En ena, se prikaţe besedilo na prikazovalniku. V parametru Par pa določimo, kaj se nam bo pokazalo na prikazovalniku. Slika 5.4: Blokovna shema. 37
5.1.3 Prenos programa na LOGO! Da prenesemo program na LOGO!, je najprej treba omogočiti komunikacijo med LOGO! in računalnikom. Ker LOGO!, ki smo ga uporabili v projektu, nima Ethernet vmesnika, nam ni preostalo nič drugega, kot da ga z računalnikom poveţemo preko namenskega podatkovnega kabla, ki je kompatibilen z LOGO!. Slabost tega kabla je njegova cena, saj se močno pribliţa ceni mikrokrmilnika. Da je komunikacija omogočena, pa je treba namestiti tudi gonilnike, da računalnik podatkovni kabel sploh zazna. Tukaj smo sprva imeli nekaj teţav, saj gonilniki, ki smo jih namestili, niso bili kompatibilni z operacijskim sistemom, ki smo ga imeli nameščenega na računalniku. Če pa imamo LOGO! z Ethernet vmesnikom, se na računalnik lahko poveţemo preko modema. Ko poveţemo kabel z računalnikom, v opravilni vrstici izberemo [Tools > Hardware]. Odpre se nam novo okno (Slika 5.5), kjer odpremo zavihek»online Settings«. V razdelku»connect through«izberemo LOGO! Cable in pritisnemo»connect«. Slika 5.5: Povezava med PC in LOGO!. 38
Ko smo to storili, v orodni vrstici izberemo nekaj sekundah. in program se na mikrokrmilnik prenese v 5.2 Programiranje mikrokrmilnika Arduino Programsko okolje Arduino IDE se uporablja za programiranje mikrokrmilnikov Arduino. Programsko kodo pišemo v programskem jeziku C. Okolje je uporabniku prijazno in je na voljo tudi v slovenskem jeziku. Slika 5.6: Programsko okno Arduino. 1 menijska vrstica 2 orodna vrstica 3 prostor za programiranje 4 serijski vmesnik 39
Preden smo začeli izdelavo programa, smo izdelali diagram poteka (Slika 5.7). Program deluje, tako, da je treba najprej vnesti geslo na tipkovnici. Če je geslo pravilno, pošlje mikrokrmilnik signal na relejski modul, ki sklene delovni kontakt. Na kontakt je priključena napetost 24 V DC, ki ob sklenitvi preide na vhod I8 mikrokrmilnika Siemens LOGO!. Če na tipkovnici pritisnemo *, se kontakt razklene in za vklop vseh funkcij stroja moramo ponovno vnesti geslo. 5.2.1 Dodajanje knjiţic Slika 5.7: Diagram poteka. Knjiţice so datoteke, ki nam omogočajo laţjo povezavo z nekaterimi moduli, senzorji. Sestavlja jih programska koda, zapisana v C ali C++ jeziku. Izdelamo jih lahko sami ali pa jih prenesemo s spleta [12]. 40
Na začetku izdelovanja programa smo v program dodali knjiţico, ki omogoča uporabo tipkovnice. Knjiţica je standardna in jo lahko najdemo na spletni strani proizvajalca. Knjiţico v program dodamo tako, da jo najprej shranimo na računalnik. Nato v menijski vrstici izberemo [Skica > Include Library > Add.ZIP Library], kot to prikazuje (slika 5.8.) Nato se nam odpre novo okno, kjer poiščemo datoteko knjiţice, ki jo ţelimo vključiti. Datoteko moramo predhodno shraniti na računalnik. Slika 5.8: Dodajanje knjiţic. V poglavju je podrobneje predstavljeno delo v programskem orodju LOGO!Soft Comfort in Arduino. V nadaljevanju je predstavljeno testiranje in zagon stroja. 41
6 TESTIRANJE IN ZAGON STROJA ZA KRIVLJENJE PLOČEVINE Testiranje sistema oziroma delovanja je ţe potekalo med samim načrtovanjem in izdelavo programa za mikrokrmilnika Siemens LOGO! in Arduino UNO. Sistem za vklop vseh funkcij stroja smo testirali, preden smo ga vgradili v krmilno omaro. Na mikrokrmilnik Arduino smo priključili tipkovnico in rele in nanj prenesli program. Med načrtovanjem sistema smo testirali tudi nekatere ostale električne gradnike, da smo se prepričali, na kakšen način delujejo. Med izdelavo programa za Siemens LOGO! smo delovanje programa najprej testirali s pomočjo simulacije na računalniku (Off-line). Črte, ki so obarvane z rdečo barvo, prikazujejo, kako potuje signal, kar lahko opazimo na spodnji sliki (Slika 6.1). To nam je omogočalo sprotno odpravljanje napak. Slika 6.1: Simulacija na računalniku. 42
Po končanem testiranju programa na računalniku smo dozi, ki sta nameščeni na stroju, povezali s krmilno omaro in jo priključili na napajanje. Za tem smo vnesli parametre frekvenčnega pretvornika. Najprej smo preverili, ali varnostni elementi (tipke za izklop v sili, končna stikala) delujejo pravilno. Nato smo na LOGO! naloţili program in pognali»online«simulacijo, s pomočjo katere smo preverili, ali sistemi delujejo pravilno. Med preizkušanjem stroja smo spreminjali parametre frekvenčnega pretvornika, dokler nismo našli optimalnih. Na koncu smo morali poiskati pravilno pozicijo za spodnje induktivno tipalo za zaznavanje pozicije, da je stroj v avtomatskem načinu pločevino zakrivil točno za 90 stopinj. Slika 6.2 prikazuje zakrivljeno pločevino. Sicer lahko stroj zakrivi kose do širine 92 cm. Slika 6.2: Zakrivljena pločevina. 43
6.1 Končna cena projekta Tabela 6.1: Cene uporabljenih gradnikov Količina Element Cena ( ) 1 Siemens Logo! 24c 135 1 Frekvenčni pretvornik KEB 1,5 kw 180 1 Motorski odklopnik Siemens 1 1.6 A 34.99 1 Transformator Siemens 230/24 V 39,90 2 Rele Finder 24 V 22,94 1 Varnostni rele Siemens 24 V 100 1 Glavno stikalo 23,44 2 Gobasta tipka za izklop v sili 33,6 1 Noţno stikalo 86,99 1 Izbirno stikalo 12,8 1 Svetleča tipka zelena 15,44 1 Svetleča tipka bela 30,88 1 Lučka LED bela 7,8 1 Vtičnica 1-fazna 3,8 1 Vtičnica 3-fazna 7.88 1 Vtič 3-fazni 8,07 3 Varovalka C6 15,60 1 Varovalka C4 5,99 2 Podnoţje + varovalka 2A 4,40 1 Korektor 12 1 Motor 0,37k W + reduktor 280 2 Mehansko končno stikalo 25,2 2 Induktivni senzor 30 1 Doza kovinska 6,5 1 Doza plastična 3,4 1 Arduino UNO 4,15 1 Tipkovnica 1,88 1 Relejska plošča za Arduino 1,55 1 Razne ţice in kabli 35 1 Ostali material (sponke, uvodnice, letve, tulci, kanali,oznake) 50 1 Krmilna omara (material) 120 1 Poteciometer + gumb + številčnica 7,78 Skupna cena projekta je znašala 1346.98. V tem poglavju je opisan potek testiranja in zagon stroja za krivljenje pločevine. Navedena je tudi končna cena projekta. 44
7 SKLEP Namen diplomskega dela je bil avtomatizirati stroj za krivljenje pločevine, ki smo ga izdelali za domačo rabo. Projekt smo uspešno zaključili, saj deluje stroj brezhibno. V diplomskem delu smo uporabili znanje, ki smo ga pridobili med študijem, prakso in delom v podjetju. Pridobili smo veliko novih znanj iz področja načrtovanja in programiranja. Spoznali smo, koliko stanejo posamezne komponente, tako da sedaj laţje ocenimo, kaj lahko naredimo za določen denar. Spoznali smo tudi, kakšne komponente proizvajalci ponujajo na trgu in njihove cene. Ugotovili smo, da se cene različnih proizvajalcev komponent, ki delujejo na enak način in imajo enake funkcije, lahko zelo razlikujejo. Med izdelovanjem projekta smo dodobra spoznali delo s programom LOGO!Soft Comfort, ki je namenjen programiranju mikrokrmilnika Siemens LOGO!. Ker smo imeli določeno predznanje iz digitalne tehnike, smo si delo v FBD-programskem jeziku precej olajšali, saj smo logiko osnovnih funkcij ţe poznali. Precej smo si pomagali tudi s sprotnim izvajanjem simulacij. Spoznali smo še ostale funkcije in se seznanili z njihovim delovanjem. Nadgradili smo znanje v programu EPLAN Electric P8, s katerim smo se seznanili v času študija. Med risanjem krmilnih shem smo si pomagali s tehniško dokumentacijo uporabljanih gradnikov, ki smo jih dobili zraven gradnikov ali pa jih poiskali na spletu. Med izdelovanjem projekta smo se seznanili s programskim okoljem Arduino, s katerim smo se prvič srečali. Na začetku smo imeli kar precej teţav, saj nismo poznali funkcij, s katerimi operiramo v programskem okolju. Seznanili smo se tudi s frekvenčnim pretvornikom proizvajalca KEB in njegovimi parametri. S frekvenčnimi pretvorniki smo sicer imeli ţe nekaj izkušenj, ampak s frekvenčnimi pretvorniki drugih proizvajalcev. Stroj bi lahko izboljšali tako, da bi mu dodali kakšen zaslon na dotik. Tako bi lahko stroj upravljali preko zaslona. Dodali bi mu lahko tudi inkrementalni dajalnik, ki bi nadomestil induktivna tipala. Stroj bi tako v avtomatskem delovanju krivil pod različnimi koti. 45
8 VIRI [1] Upogib kovin. Dostopno na: http://obdelavakovin.si/upogib-kovin/ [27. 5. 2016] [2] Steve D. Benson, Press Brake Technology: A Guide to Precision Sheet Metal Bending, Society of Manufacturing Engineers, 1997. [3] Postopki upogibanja pločevine. Dostopno na: http://egradivo.ecnm.si/preo/postopki_upogibanja_ploevine.html [27. 5. 2016] [4] Frekvenčni pretvornik. Dostopno na: http://www.petros.si/pogonska_faq.html [26. 4. 2016] [5] Arduino UNO. Dostopno na: http://www.arduino.cc/en/main/arduinoboarduno [26. 4. 2016] [6] Siemens LOGO!. Dostopno na: http://w5.siemens.com/web/hr/hr/corporate/portal/proizvodi_rjesenja_i_usluge/industrija/in dustrijska_automatizacija/pages/logo.aspx [26. 4. 2016]. [7] Siemens LOGO! 24C. Dostopno na: http://www.conrad.com/ce/en/product/197616/siemens-6ed1052-1cc01-0ba6- [8. 5. 2016]. [8] Tehnični podatki Siemens LOGO!. Dostopno na: http://w3.siemens.com/mcms/programmable-logic-controller/en/logic-modulelogo/modular-basic-variants/documents/e20001-a1120-p271-x-7600_20-22.pdf [26. 4. 2016] [9] Eplan programsko orodje. Dostopno na: 46
http://exor-eti.si/proizvodi/eplan/[4. 5. 2016] [10] LOGO!Soft Comfort. Dostopno na: http://w3.siemens.com/mcms/programmable-logic-controller/en/logic-module-logo/logosoftware/pages/default.aspx [14. 5. 2016] [11] Siemens LOGO! Priročnik. Dostopno na: http://www2.arnes.si/~sspbvrec/logo/logo%20prirocnik.pdf [27. 5. 2016] [12] Arduino knjiţice. Dostopno na: https://www.arduino.cc/en/hacking/libraries [4. 5. 2016] 47