UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA ELEKTROTEHNIKO,

RAČUNALNIŠTVO IN INFORMATIKO

David Zupanc

TRANSPORTNA PROGA Z VERTIKALNIM DVIGOM

Diplomsko delo

Maribor, julij 2007

I

David Zupanc

UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA ELEKTROTEHNIKO, RAČUNALNIŠTVO IN INFORMATIKO 2000 Maribor, Smetanova ul. 17

Diplomska naloga univerzitetnega študijskega programa

TRANSPORTNA PROGA Z VERTIKALNIM DVIGOM

Študent: David ZUPANC Študijski program: univerzitetni, Elektrotehnika Smer: Mehatronika

Mentor FERI: red. prof. dr. Riko Šafarič Mentor FS: izred. Prof. dr. Karl Gotlih Somentor: doc. dr. Miran Rodič

Maribor, julij 2007

II

David Zupanc

UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA ELEKTROTEHNIKO, RAČUNALNIŠTVO IN INFORMATIKO 2000 Maribor, Smetanova ul. 17

Številka: DE/XZ-97

Datum: 20. 6. 2007

SKLEP O DIPLOMSKI NALOGI 1. David ZUPANC, absolvent univerzitetnega študijskega programa – Elektrotehnika –

smer mehatronika, izpolnjuje pogoje zato se mu dovoljuje izdelati diplomsko delo. 2. Tema diplomskega dela je s področja Inštituta za robotiko pri predmetu

SISTEMI MEHATRONIKE MENTOR: red. prof. dr. Riko ŠAFARIČ SOMENTOR:

3. Naslov diplomske naloge

TRANSPORTNA PROGA Z VERTIKALNIM DVIGOM

4. Vsebina diplomske naloge Izdelajte primer diplomske naloge, ki mora ustrezati:

• vsebinsko • oblikovno • jezikovno

5. Diplomsko nalogo izdelajte skladno z "Navodili za izdelavo diplomske naloge" in jo

oddajte v __1 izvodih do …..

PREDSTOJNIK INŠTITUTA DEKAN red. prof. dr. Karel Jezernik

______________________________

red. prof. dr. Ivan Rozman

___________________________

MENTOR red. prof. dr. Riko Šafarič

______________________________

III

David Zupanc

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju, prof. dr. Riku Šafariču, za

pomoč in vodenje pri opravljanju diplomskega dela.

Prav tako se zahvaljujem podjetju PAKMAN iz

Celja, ki mi je omogočilo in ponudilo vso potrebno

opremo za izvedbo diplomskega dela.

Posebna zahvala velja tudi staršem, ki so mi

omogočili študij.

IV

David Zupanc

TRANSPORTNA PROGA Z VERTIKALNIM DVIGOM Ključne besede: transport, vertikalni dvig, avtomatizacija, programiranje UDK: 681.5 : 62-52 (043.2) Povzetek

To diplomsko delo zajema načrtovanje, izdelavo, testiranje in zagon paletnega transporta

steklenih izdelkov iz proizvodnje v skladišče. Glavni cilj je avtomatizirati in povečati del

transporta, kjer je delo težavno in nevarno. Tako se poveča tudi zanesljivost in konstantnost

proizvodnje. Transportna proga je sestavljena iz: transporterjev, dvižnih naprav, obračalnih

miz in paletnega vozička.

V

David Zupanc

TRANSPORT LINE WITH A VERTICAL LIFT Key words: transport, vertical lift, automation, programming UDK: 681.5 : 62-52 (043.2)

Abstract

This diploma paper includes the planning, making, testing and starting-up of the pallet

transport of glass products from the production site to the storage site. The main goal is to

automate and increase/expand those parts of transport, where the work has been difficult and

dangerous. In this way the reliability as well as the constancy of the production can be

improved. The transport line consists of: conveyors, raising devices, rotary tables and a

lateral trolley.

VI

David Zupanc

VSEBINA

1. UVOD

1.1 Predstavitev podjetja PAKMAN

1.2 Namen transportne proge z vertikalnim dvigom

2. UPORABLJENA OPREMA

2.1 Aparaturna oprema

2.1.1. Frekvenčni regulator

2.1.2. Krmilnik, vhodne in izhodne kartice

2.1.3. Operacijski panel

2.1.4. Stikalni elementi

2.1.5. Motorna gonila

2.1.6. Pnevmatika

2.2 Programska oprema

2.2.1. SIMATIC STEP 7

2.2.2. SIMATIC ProTool

2.2.3. EPLAN

3. OPIS TRANSPORTNE LINIJE

3.1 Mehanizem transportne proge z vertikalnim dvigom

3.2 Razvita programska oprema

3.3 Elektronačrti in povezave

3.4 Montaža, testiranje in izboljšave

4. SKLEP

LITERATURA IN VIRI

ŽIVLJENJEPIS

PRILOGE (na priloženi zgoščenki)

a) Elektronačrti

b) Del razvite programske opreme

c) Kratka predstavitev transportne proge v filmu

1

1

3

4

4

4

7

10

13

19

20

22

22

27

30

35

35

44

54

61

68

72

73

VII

David Zupanc

UPORABLJENE KRATICE

PP - Polipropilenski (trakovi) CPU - Centralno procesna enota (CPE) MMC - Spominska katrica OP7 - Oznaka operacijskega panela PLC - Programmable Logic Controller (programabilni krmilnik) MPI - The Message Passing Interface (standard povezave) DP - PROFIBUS (standard povezave) FC - Funkcijski blok KMGF - Oznaka motorskega kontaktorja za napajanje frekvenčnih regulatorjev KM - Oznaka motorskega kontaktorja A1 - Oznaka varnostnega modula KA - Oznaka kontaktorja varnostnega modula GF - Oznaka frekvenčnega regulatorja FS - Oznaka foto stikala IS - Oznaka induktivnega stikala

Stran 1

David Zupanc

1. UVOD

1.1 Predstavitev podjetja PAKMAN

Podjetje PAKMAN d.o.o. je specializirano za razvoj, projektiranje in proizvodno

tehnološke opreme na področju industrijske avtomatizacije in robotizacije. Že vrsto let se

ukvarja s proizvodnjo: paletirnih naprav (klasični paletizerji), transportnih naprav (valjčni,

tračni, ravni, koritasti, kompenzacijski transporterji), transportnih naprav za transport palet

(paletni vozički, valjčni transporterji, verižni transporterji, vertikalni transport palet, dvigala)

in namenske opreme po zahtevah investitorja na področju pakiranja, transporta in

manipulacije.

Od leta 1999 se uveljavlja tudi na področju robotizacije z izgradnjo robotskih celic in

namenskih robotskih prijemal na vseh področjih posluževanja in avtomatizacije. Podjetje je v

zadnjih petih letih pridobilo precej referenc na slovenskem trgu in je eno izmed vodilnih

podjetij na področju pakiranja, paletizacije, avtomatizacije in robotizacije industrijskih linij.

Dolgoletne izkušnje, vrhunska kvaliteta izdelkov, visoka stopnja zanesljivosti in

konkurenčne cene izdelkov ter opreme, PAKMAN postavljajo med najbolj prepoznavna

podjetja v Sloveniji.

Dejavnost zajema:

razvoj, projektiranje in izdelava:

- strojev.

- naprav.

- proizvodnjih linij.

- robotskih celic.

- manipulatorjev.

projektiranje in izdelava električnih in pnevmatskih krmiljenj.

izdelava programske opreme za krmiljenja in robote.

montaža, zagoni in servisiranje.

popravila, predelave, nadgradnje.

zastopanja tujih firm ( KUKA Roboter GmbH - sistemski partner za

Slovenijo).

Stran 2

David Zupanc

Program pakiranja:

Poleg omenjene dejavnosti je podjetje močno prisotno na področju pakiranja s

povezovalnimi stroji in povezovalnim PP trakom. Na Slovenskem tržišču se lahko pohvali s

številnimi referencami ter kakovostjo storitev in izdelkov.

avtomatski in polavtomatski povezovalni stroji.

ročni spenjalci.

ročni ovijalci.

polipropilenski trakovi vseh dimenzij.

sponke (kovinske in plastične).

servis in vzdrževanje strojev.

zastopanja tujih firm ( AKEBONO, FROMM Holding AG, CHEMIE-FASER

GmbH ).

ovijalci palet ROBOPAC Italija.

Slika 1.1.1: Uprava in proizvodnja podjetja PAKMAN

Stran 3

David Zupanc

1.2 Namen transportne proge z vertikalnim dvigom

V diplomskem delu bo predstavljena transportna proga v Steklarni Hrastnik, ki bo vsebovala

tudi dve dvižni napravi za transport izdelkov iz prvega nadstropja v pritličje. Naloga bo

zajemala zasnovo, projektiranje, programiranje, izdelavo, montažo, testiranje, zagon in

ureditev potrebne dokumentacije (načrti, program, …). Avtomatizacija transporta izdelkov se

v industrijo vedno pogosteje vključuje, kar je pripeljalo upravitelje Steklarne Hrastnik do

odločitve, da avtomatizirajo transport steklenih izdelkov. Avtomatizacija transporta ne

pomeni samo delovanje brez prisotnosti delavca, ampak tudi zmanjšanje delovne sile in s tem

prihranke za firmo. Pomeni tudi zmanjšanje verjetnosti poškodb za človeka na nevarnih delih

proizvodnje, saj je obvezna prisotnost delavca izključena. Avtomatizacija transporta

nenazadnje pomeni tudi zmanjšanje števila napak (poškodbe izdelkov zaradi malomarnosti

delavcev,…) in konstantno ter zanesljivo kapaciteto.

Cilji in namen naloge

Cilj naloge je avtomatizirati transport steklenih izdelkov iz proizvodnje v skladišče in

ekspeditne prostore:

◈ povečanje zanesljivosti transporta izdelkov.

◈ konstantna kapaciteta.

◈ zmanjšanje nevarnosti zaposlenih na nevarnih območjih proizvodnje.

◈ možnost povečanja kapacitete transporta brez dodatnega zaposlovanja na samem

transportu.

◈ statistika vodenja transporta.

Stran 4

David Zupanc

2. UPORABLJENA OPREMA

2.1. Aparaturna oprema

2.1.1. Frekvenčni regulator V transportni progi se uporabljajo frekvenčni regulatorji proizvajalca SIEMENS in sicer

MICROMASTER 420 (0,55kW) in MICROMASTER 440 (4kW, 7,5kW). Vsi frekvenčni

regulatorji so vektorsko vodeni in z njimi lahko z mehkimi prehodi zagotovimo varno

prevažanje po transporterjih. Regulatorji imajo nastavljeno trapezno obliko vodenja;

frekvenca na motor ob vklopu je naraščajoča (po rampi navzgor), frekvenca ob izklopu pa

padajoča (po rampi navzdol). Tako se izognemo sunkovitemu momentu ob vklopu in izklopu

pogona:

Slika 2.1.1.1: Trapezna oblika vodenja frekvenčnega regulatorja

Na Sliki 2.1.1.1 vidimo dva primera mehkega zagona motorja. Zgornji primer predstavlja

navadno trapezno obliko vodenja, spodnji pa še dodatno glajenje, katero dosežemo z

nastavitvijo parametrov (na Sliki 2.1.1.1 so označeni s črko P).

Stran 5

David Zupanc

Frekvenčni regulator MICROMASTER 420 je uporabljen za vodenje pogonov na obračalnih

mizah. Na regulator sta priklopljena dva motorja; eden je za pogon valjčnega transporterja na

obračalni mizi, drugi pa za pogon obračanja palete na obračalni mizi. Ker oba pogona

obračalne mize nikoli ne obratujeta hkrati, ju vklapljamo posamezno s krmilnikom.

Slika 2.1.1.2: Blok shema MICROMASTER 420

Stran 6

David Zupanc

Frekvenčni regulator MICROMASTER 440 je uporabljen za vodenje pogonov na dvižnih

napravah. Na regulator sta priklopljena dva motorja; eden je za pogon valjčnega

transporterja, drugi pa za pogon dvigovanja. Ker oba pogona dvižne naprave nikoli ne

obratujeta hkrati, ju vklapljamo posamezno s krmilnikom.

Slika 2.1.1.3: Blok shema MICROMASTER 440

Stran 7

David Zupanc

2.1.2. Krmilnik, vhodne in izhodne kartice

Krmiljenje, ki ga izdeluje proizvajalec SIEMENS, je SIMATIC S7-300 in je sestavljeno iz

napajalnega dela, CPU (centralno procesne enote), vhodnih in izhodnih modulov.

Slika 2.1.2.1: Krmilna enota

Na sliki 2.1.2.1 so prikazane vse potrebne komponente za osnovno krmiljenje. Z leve proti

desni si sledijo: napajalnik, CPU (centralno procesna enota), vhodni/izhodni moduli.

Najpomembnejši del je seveda CPU. Na njem je reža, v katero se vtakne MMC spominska

kartica, na kateri je razvit programski del krmiljenja.

Slika 2.1.2.2: MMC spominska kartica

Na sami transportni liniji sta uporabljeni dve krmilni enoti. Ker poteka transport v dveh

etažah, ima vsaka etaža svojo krmilno omaro, v kateri se nahaja tudi krmilna enota. Transport

se izvaja iz zgornje etaže v spodnjo, zato morata biti oba krmilnika med sabo povezana v t.i.

podmrežo.

Stran 8

David Zupanc

SIMATIC podmreže so dostopne kot: MPI (multipoint interface) podmreža za prenos male

količine podatkov, PROFIBUS podmreža za prenos male in srednje količine podatkov

ampak velikih hitrosti, Industrial ETHERNET podmreža za prenos velike količine

podatkov.

Uporabljena je MPI podmreža, saj zadovoljuje zadostno količino podatkov in zadostno

hitrost za komunikacijo med njima.

Slika 2.1.2.3: Krmilna enota v krmilni omari – zgornja etaža

Na sliki 2.1.2.3 je prikazana krmilna enota v krmilni omari zgornje etaže. Od leve proti desni

si sledijo: napajalnik, CPU, trije vhodni moduli (32-bitni), trije izhodni moduli (32-bitni).

Komunikacijski MPI kabel je razviden pod CPU enoto, kateri vodi do krmilnika na Sliki

2.1.2.4. Ta je v krmilni omari spodnje etaže in krmili tamkajšnje pogone transportne proge.

Nekaj splošnih karakteristik za SIMATIC S7-300 za različne CPU: SIMATIC S7-300 CPU 312 CPU 314/315-2 DP CPU 317-2 DP CPU 317-2 PN/DP Pomnilnik 16 KB 48/128 KB 512 KB Čas obdelave (biti) 0,2 0,1 0,05 Števci 128 256 512 Časovniki 128 256 512 Profibus DP ne da da Integrirani vhodi/izhodi ne ne ne Dimenzije (mm) 40x125x130 40x125x130 80x125x130

Tabela 2.1.2.1: Splošne karakteristike za SIMATIC S7-300

Stran 9

David Zupanc

SIMATIC S7-300 CPU 318-2 DP CPU 315F-2 DP CPU 317F-2 DP Pomnilnik 512 KB 192 KB 512 KB Cas obdelave (biti) 0,1 0,1 0,05 Števci 512 256 512 Casovniki 512 256 512 Profibus DP da da da Integrirani vhodi/izhodi ne ne ne Dimenzije (mm) 160x125x130 40x125x130 80x125x130

Tabela 2.1.2.2: Splošne karakteristike za SIMATIC S7-300

V transportni progi sta uporabljeni dve enoti CPU 312.

Slika 2.1.2.4: Krmilna enota v krmilni omari – spodnja etaža

Na Sliki 2.1.2.4 je prikazana krmilna enota, ki se nahaja v krmilni omari spodnje etaže. Od

leve proti desni si sledijo: napajalnik, CPU, eden vhodni modul (32-bitni), eden vhodni

modul (16-bitni), eden izhodni modul (32-bitni).

Stran 10

David Zupanc

2.1.3. Operacijski panel

Na krmilni omari je vgrajen operacijski panel OP7, proizvajalca SIEMENS, za prikaz

sporočil o delovanju, ter izdajanje ukazov za ročno krmiljenje. Preko njega opazujemo, kaj

se dogaja na sami liniji in izvajamo ukaze ob želenih spremembah. OP7 se nahaja na vidnem

mestu, ponavadi na sami krmilni omari, lahko pa tudi na specifičnih mestih, ki so bliže

operaterju, če je krmilna omara daleč stran.

Slika 2.1.3.1: Operacijski panel SIMATIC OP7

1 PRIKAZOVALNIK Prikazovalnik nam služi za prikazovanje teksta. Velikost: 4 vrstice po 20 znakov

2 FUNKCIJSKE TIPKE

Funkcijske tipke nam služijo za izvajanje določenih funkcij. Funkcija, ki jo lahko opravimo s posamezno tipko je odvisna od tega v katera slika je trenutno prikazana na prikazovalniku.

3 ESCAPE

Tipka ESCAPE je namenjena vračanju za en korak nazaj. Večkratni pritisk tipke ESC nas pripelje v meni za prikaz sporočil.

4 ACKNOWLEDGE

Tipka ACKNOWLEDGE nam služi za potrditev alarmnih sporočil. V primeru, da je katero alarmno sporočilo nepotrjeno na OP7 sveti rdeča LED dioda (!).

5 ENTER Tipka ENTER služi za potrjevanje sprememb. S to tipko tudi vstopimo v prvo sliko iz prvotnega menija za prikazovanje alarmov oz. napak.

6 KURZORSKE TIPKE S pomočjo kurzorskih tipk (puščica gor oz. dol) se pomikamo po posameznih straneh - prikazih.

7 ŠTEVILČNE TIPKE Številčne tipke so namenjene za vpis številk.

Tabela 2.1.3.1: Funkcijske tipke operacijskega panela SIMATIC OP7

1

2

3

4

5

6

7

Stran 11

David Zupanc

Transportna proga ima vgrajena dva takšna operacijska panela. Eden je namenjen

opravljanju linije v zgornji etaži, drugi pa je za upravljanje linije v spodnji etaži. Na Sliki

2.1.3.2 je prikazan komandni pult, na katerem je pritrjen panel OP7. Ta panel je z MPI

povezavo priklopljen na MPI podmrežo, da lahko komunicira s krmilnikom.

Slika 2.1.3.2: SIMATIC OP7 na komandnem pultu

Slika 2.1.3.3: SIMATIC OP7 na krmilni omari

OP7

Stran 12

David Zupanc

Na Sliki 2.1.3.3 je prikazana krmilna omara v spodnji etaži. Na njej je operacijski panel OP7,

ki služi za upravljanje linije v spodnjih prostorih. Tudi ta OP7 je povezan z MPI povezavo

med ostale skope v MPI mrežo.

Operacijski paneli so torej vmesniki med PLC krmiljem in operaterjem ter služijo za

komunikacijo med njimi. Seveda obstajajo tudi veliko večji kot so vgrajeni v tej transportni

progi. Za zahtevnejše aplikacije se pogosto uporabljajo t.i. TOUCH paneli; ti so večjih

dimenzij, barvnih ekranov in so veliko bolj pregledni. Kadar imamo potrebo prikazovati in

pobirati veliko informacij na enkrat, bomo uporabili izvedbo s TOUCH panelom.

Slika 2.1.3.4: Primer izvedbe s SIMATIC TOUCH panelom

Stran 13

David Zupanc

2.1.4. Stikalni elementi

V transportni progi so uporabljeni stikalni elementi proizvajalcev MOELLER in SIEMENS.

Varovalke so vgrajene v krmilni omari. Razvod električne energije v omari poteka preko

varovalk in naprej na porabnike. Na sliki 2.1.4.1 je prikazanih nekaj varovalk v krmilni

omari.

Slika 2.1.4.1: Varovalke v krmilni omari

Motorske zaščite služijo za zaščito motorjev. V primeru porasta toka v motorju se bimetal v

motorski zaščiti segreje in posledično izklopi motorsko zaščito. Tokovi v motorjih narastejo

zaradi prevelikih momentov na osi motorja. Na sliki 2.1.4.2 je prikazanih nekaj motorskih

zaščit v krmilni omari.

Slika 2.1.4.2: Motorske zaščite v krmilni omari

Stran 14

David Zupanc

Kontaktorji služijo za napajanje trifaznega toka v motorju. Kadar želimo motor priklopiti na

trifazni tok, sklenemo kontakte na motorskem kontaktorju. Seveda to se dogaja samostojno

oz. avtomatsko. Za to poskrbi krmilni del, kjer po programu kontaktorji vklapljajo preko

tuljave v njih. Če na sponki tuljave priklopimo 24V DC napetost, se kontakti v motorskem

kontaktorju sklenejo in s tem dovedejo tok v motor. Tuljavo pa vklapljamo z izhodom

krmilnika. Na sliki 2.1.4.3 je prikazanih nekaj motorskih kontaktorjev v krmilni omari.

Slika 2.1.4.3: Motorski kontaktorji v krmilni omari

Varnostni modul je pomembni člen krmilne verige. Vezan je v zanko fizičnih izklopov linije.

Če izpade katerikoli člen v zunanji STOP veji, se tokovna veja prekine in s tem izpade tudi

napajanje varnostnega modula. Napajanje modula pa je pogoj za izvajanje krmilja. Na sliki

2.1.4.4 sta prikazana dva varnostna modula v krmilni omari.

Slika 2.1.4.4: Varnostna modula v krmilni omari

Stran 15

David Zupanc

Vsi zgoraj omenjeni stikalni elementi so zbrani v krmilni omari. Prikazani so na Sliki 2.1.4.5

skupaj z vsemi ostalimi elementi v krmilni omari: frekvenčni regulatorji (zgoraj), krmilnik

(na sredini desno). Prikazana je krmilna omara v zgornji etaži transportne proge.

Slika 2.1.4.5: Notranjost krmilne omare

Vsi zgoraj omenjeni elementi so sestavni del transportne linije in so vgrajeni v krmilno

omaro. Imamo pa tudi stikalne elemente, ki so izven krmilne omare, na samih transporterjih.

FOTOCELICE:

Na transporterjih so fotocelice, ki jih proizvaja WENGLOR. Na celotni transportni progi jih

je vgrajenih 47. Služijo za kontrolo prisotnosti palet na transportnih valjčnih transporterjih.

Imajo nastavljivo območje in so refleksne; reagirajo na vse površine, barve in materiale. Na

Sliki 2.1.4.6 je prikazana aplikacija uporabe takšne fotocelice. Ker imajo majhno toleranco

kota oddajnega žarka, so dovolj natančne za uporabo na transportnih progah.

Stran 16

David Zupanc

Slika 2.1.4.6: Primer uporabe fotocelice WENGLOR

Slika 2.1.4.7: Fotocelica WENGLOR OPT123

Doseg 550 mm

Potenciometer (min) 220…270 mm

Potenciometer (max) 550…630 mm

Preklopna histereza < 15 %

Izvor svetlobe Infrardeča

Oddajni kot žarka 5°

Odzivni čas 5 ms

Tabela 2.1.4.1: Osnovni tehnični podatki za WENGLOR OPT123:

Stran 17

David Zupanc

INDUKTIVNA STIKALA

Induktivna stikala se uporabljajo na mestih, kjer dokaj natančno vemo pozicijo prihoda

potujočega segmenta transportne proge (obračalna miza – zasuk, dvižna naprava – pomik

GOR/DOL, voziček – LEVO/DESNO,…). V transportni progi so induktivna stikala,

proizvajalca TELEMECANIQUE, uporabljena na štirih obračalnih mizah, dveh dvižnih

napravah, in vozičku v spodnji etaži.

Induktivno stikalo se sklene takrat, kadar v njegovo bližino postavimo kovino. Razdalja

preklopa pa je odvisna od tipa stikala (od 1 mm do 20 mm). Na Sliki 2.1.4.8 je prikazan tip

induktivnega senzorja, ki je vgrajen v transportno progo.

Slika 2.1.4.8: Induktivno stikalo TELEMECANIQUE XS1-N

MAGNETNA STIKALA

Magnetna stikala se uporabljajo na cilindrih in sicer nam dajejo pozicijo batnice cilindra.

Batnica ima znotraj na robu magnet, ki potuje skupaj z njo po cilindru gor in dol. Na zunanji

strani cilindra pa nanj pritrdimo magnetno stikalo. Ko se batnica cilindra pomakne do mesta,

kjer je postavljeno magnetno stikalo, se stikalo sklene. Tudi v transportni progi imamo na

cilindrih pritrjena magnetna stikala, ki jih izdeluje proizvajalec FESTO. Na mestu

poravnavanja palete poravnavamo paleto z loputami, ki jih stiska cilinder. Na njem pa so

magnetna stikala, ki nam povedo pozicijo cilindra oz. posredno pozicijo loput za

poravnavanje. Magnetna stikala so uporabljena tudi na mestu podpiranja ploščadi na dvižni

napravi. Podpiranje ploščadi je izvedeno s cilindri, na njem pa so za pozicijo le teh

nameščena magnetna stikala.

Stran 18

David Zupanc

Slika 2.1.4.9: Prikaz pritrditve magnetnega stikala na cilinder

Na Sliki 2.1.4.9 je med drugim prikazana montaža magnetnega stikala na cilinder. Magnetno

stikalo je označeno s številko 5 in 6. Pritrdi se v utor na zunanji strani cilindra. Številka 6

predstavlja pokrov, s katerim na koncu zaščitimo magnetno stikalo.

Stran 19

David Zupanc

2.1.5. Motorna gonila

V transportni progi so motorna gonila, ki jih izdeluje proizvajalec SEW in so sestavljena iz

elektromotorja in reduktorja kot ena komponenta sistema. Uporabljajo se za gnanje valjčnic

na paletnih transporterjih, za obračanje palet na obračalnih mizah, dvigovanje palet na

dvižnih napravah, pomikanje vozička palet levo/desno.

Največ gonil je namenjenih za poganjanje valjčnih transporterjev. Ti so nameščeni na

zunanjo stran transporterja. Dva gonila SEW sta za pogon dviga na dveh dvižnih napravah in

sta močnejšega tipa, saj premagujeta večje momente; dvigovanje dvižne ploščadi vertikalno

GOR/DOL.

Nekatera motorna gonila so gnana s frekvenčnim regulatorjem. Kjer je potrebno upoštevati

mehke zagone motorjev, jih s pomočjo regulatorjev zelo elegantno nastavimo. Kjer pa ni

potrebno paziti na sunkovite vklope in izklope, pa motorje vklapljajo motorski kontaktorji.

Slika 2.1.5.1: Primer SEW motornega gonila

Stran 20

David Zupanc

2.1.6. Pnevmatika

Na transportni progi je pnevmatika, ki jo proizvaja FESTO. Sem spadajo:

- cilindri.

- elektro-ventili.

- magnetna stikala.

Cilindri se uporabljajo na mestih, kjer je predvideno stiskanje, podpiranje, prijemanje,… Na

transportni progi so cilindri nameščeni na mestu stiskanja palete ter na mestu podpiranja

dvižne ploščadi na dvižni napravi. Zrak v cilinder dovajamo preko elektro-ventila, ki je

programsko krmiljen. Pritisk v cilindru ne sme pasti pod mejno vrednost, pri kateri ta še

zadostno opravlja zahtevane pomike. V tem primeru je nominalen pritisk zraka 5 barov. Za

kontrolo zraka skrbi zračno stikalo, ki javi krmilniku, če pritisk zraka pade pod spodnjo

nastavljeno mejo.

Slika 2.1.6.1: FESTO cilindri

Elektro-ventili služijo za odpiranje zraka v cilinder. Ventil je priklopljen na

elektromagnetno tuljavo, ki je povezana z krmiljenjem. Ko skozi tuljavo spustimo električni

tok, ventil odpre ali zapre dovod zraka v cilinder. Obenem pa ventili lahko služijo tudi kot

razvodniki zraka. Če imamo v zračni veji dva cilindra, ki se lahko odpirata istočasno,

Stran 21

David Zupanc

uporabimo ventil, ki ima dva zračna izhoda. Na Sliki 2.1.6.2 sta prikazana ventila z

razvodnikom zraka.

Slika 2.1.6.2: Ventil z razvodnikom zraka

Magnetna stikala so bila opisana že v poglavju 2.1.4: STIKALNI ELEMENTI.

Stran 22

David Zupanc

2.2. Programska oprema

2.2.1. SIMATIC STEP 7

SIMATIC MANAGER

SIMATIC Manager je programski paket, ki združuje vse funkcije in programe, ki so potrebni

za izvedbo avtomatskega sistema, v programskem jeziku STEP 7. Programi za izvedbo in

prevajanje programa ter konfiguracijo sistema so že v osnovnem paketu. Ostale programe, ki

jih uporabnik potrebuje, pa je možno naknadno integrirati v paket.

Funkcije SIMATIC Managerja:

- vpis konfiguracije sistema.

- vpis konfiguracije omrežja Profibus.

- pisanje programa v različnih programskih jezikih in prevajanje.

- nalaganje programov iz PG na CPE ali obratno.

- »offline« ali »online« delo na sistemu.

- spremljanje statusa CPE.

- programsko določevanje »Profibus« naslova napravam.

Program v programskem okolju MS-okna 95,98,NT ali XP. Startamo ga s klikom na ustrezno

ikono. Po vpisu podatkov o novem projektu se odpre se osnovno okno Simatic Manager, ki je

razdeljeno v dva dela (Slika 2.2.1.1). Struktura je podobna kot pri Raziskovalcu. V levem

delu vidimo hierarhično strukturo projekta, na desni pa vsebino v izbrani mapi. S klikom na

posamezni objekt se samodejno zažene program, ki je potreben za urejanje izbranega objekta.

Hierarhična struktura je zgrajena tako kot poteka delo v projektu. Najvišje je mapa z imenom

projekta v katerem se definira število postaj CPE v projektu, prav tako so tu tudi ikone za

ostale inteligentne naprave v projektu (prikazovalni paneli OP, industrijski PC,…).

Posamezni postaji se nato določi konfiguracija pod ikono »Hardware«, kjer vpišemo

konfiguracijo sistema. Sledi mapa z imenom tipa CPE, kjer so mape s programskimi bloki,

lista vhodov in izhodov, komentarji….

Stran 23

David Zupanc

Slika 2.2.1.1.: Osnovno okno Simatic Manager

KONFIGURATOR STROJNE OPREME Program »HW Config« je programsko orodje za grafično in uporabniško enostavno

konfiguriranje sistemov Step7. S konfiguriranjem v sistemu določimo vhodne in izhodne

naslove, »Profibus« naslove in razne parametre modulov. S programom konfiguriramo tako

centralni kot tudi periferni del avtomatskega sistema. Konfiguriranje se izvaja tako, da iz

kataloga elementov izbiramo elemente, ki so na dejanskem sistemu in jih vstavljamo po

logičnem zaporedju v osnovno okno.

Stran 24

David Zupanc

KONFIGURIRANJE CENTRALNEGA DELA Pri konfiguraciji je potrebno najprej iz kataloga izbrati ustrezno stojalo ali »rack« v katerega

vstavljamo module (slika 2.2.1.2).

Pravila razporejanja modulov :

- module je potrebno vstavljati v prazna vtična mesta na stojalu brez praznih mest

med moduli.

- vtično mesto 1 je rezervirano za napajalni modul, če ga ni mora ostati prazen.

- vtično mesto 2 je rezervirano za CPU.

- vtično mesto 3 je rezervirano za razširitvene enote ali pa ostane prazno.

- vtična mesta 4 do 11 pa so namenjena za signalne in funkcijske module ter za

komunikacijske procesorje. Mesta, ki jih ne porabimo pustimo prazna.

Slika 2.2.1.2.: Konfiguriranje strojne opreme avtomatskega sistema

Dodelitev V/I naslova modulom:

Step 7 po postavitvi modula na vtično mesto sam določi prvi prosti V/I naslov. Naslov lahko

spreminjamo z izbiro modula in klikom na desni miškin gumb, izberemo opcijo

Stran 25

David Zupanc

»Object Properties« in pod gumbom »Properties« vpišemo startni V/I naslov. Če je le ta že

zaseden, nam program samodejno predlaga prvega prostega. Z izbiro stojala se v spodnjem

delu izpišejo V/I naslovi vseh modulov.

Razširitev osnovnega stojala:

Stojalo vsebuje 11 vtičnih mest, od tega jih je osem namenjenih za V/I module. V primeru da

potrebujemo več prostora za V/I enote uporabimo razširitvena stojala. V S7-300 sistemih so

dovoljena do štiri razširitvena stojala. Stojala med seboj povežemo tako, da na tretje vtično

mesto v stojalih vstavimo razširitveni modul. Če želimo sistem razširiti le za eno stojalo

uporabimo razširitveni modul IM365 drugače pa modul IM360.

KONFIGURIRANJE PERIFERNIH ENOT

Periferne enote so enote, ki so povezane na centralni del preko Profibus vodila, tiste ki pa so

povezane na MPI vodilo pa ni potrebno konfigurirati. Ko v osnovno stojalo na mesto 2

vstavimo CPU, ki podpira Profibus komunikacijo (na primer CPU 315-2DP), program

samodejno nariše črto, ki predstavlja Profibus -DP vodilo. Na konec vodila vstavljamo DP

module, ki jih izbiramo iz elektronskega kataloga v skupini Profibus. Če elementa v katalogu

ne najdemo je potrebno priskrbeti GSD datoteko elementa in jo instalirati v meniju. S tem

nov element vpišemo v elektronski katalog in sicer v podskupino »Additional Field

Devices«.

Program po priključitvi novega elementa odpre pogovorno okno v katerem nastavimo

Profibus naslov. V tem oknu določimo, če želimo kontrolo delovanja modula. Če je opcija

izbrana pomeni, da preide CPU v STOP način delovanja v primeru da pride do okvare ali

izklopa modula. Nastavimo lahko tudi naslov bitnega zloga za diagnostiko modula. V

spodjem delu pa lahko izberemo možnosti »SYNC« in »FREEZE« v kolikor modul podpira

ta načina delovanja.

Stran 26

David Zupanc

SIMATIC PROGRAMSKO OKNO – LADDER način

Programsko okolje v SIMATIC STEP7 je funkcijsko okno pod oznako FC »Function.

Znotraj tega so posamezni »Network« bloki, ki si sledijo navpično navzdol. Na desni strani je

knjižnica elementov, med katerimi lahko izbiramo pri pisanju programa. V knjižnici so

elementi logičnih operacij, primerjalnikov, prevajalnikov, števcev, matematičnih operacij,

skokov, časovnikov,… Če želimo iz knjižnice izbrati element, se z miško postavimo nanj,

kliknemo, držimo klik in ga povlečemo v programsko okolje. Nato ga pa deklariramo. Če

želimo, da je element vhod ali izhod, mu določimo, kateri »byte« in »bit« je.

Slika 2.2.1.2.: Programsko okno v LADDER načinu programiranja

Stran 27

David Zupanc

2.2.2. SIMATIC ProTool

ProTool je namenski programski paket za projektiranje SIEMENS-ovih tekstovih zaslonov,

nadzornih plošč in posluževalnih panojev. Z nakupom različice ProTool for Sinumerik pa je

možno spreminjati tudi slike na pultih iz družine Sinumerik. Nahaja se v sklopu

programskega paketa Simatic Manager, kar pomeni, da se podatki in slike shranijo skupaj z

ostalim projektom v S7. Njegova največja prednost je enaka programska oprema za vse

prikazovalne naprave.

Projektiranje s pomočjo programskega paketa ProTool pomeni ustvariti slike in sporočila ter

jih povezati s programom v krmilniku, s čemer vizualiziramo poteke programov, lahko pa

vplivamo na same programe v krmilniku. Projektiranje je sestavljeno iz več delov:

- izbira tipa nadzorne plošče.

- določitev krmilja in izbira načina komunikacije s krmilnikom.

- splošne nastavitve nadzorne plošče.

- določitev komunikacijskih področij za sporočila, tipke in spremenljivke.

- razdelitev zaslonskih slik po smiselnem zaporedju.

- oblikovanje zaslonskih slik.

- vpisovanje procesnih sporočil ter alarmov.

Projektiranje različnih nadzornih plošč je v principu enako. Z izbiro tipa nadzorne plošče se

samodejno omogočijo funkcije, ki bi pri drugih nadzornih ploščah ostale skrite, ali pa se nam

funkcije, ki jih izbrana nadzorna plošča ne podpira, skrijejo.

Ker ProTool omogoča projektiranje za več vrst nadzornih plošč, je pri projektiranju nujno

nastaviti parametre in globalne lastnosti, ki se tičejo uporabljene nadzorne plošče ter ciljnega

krmilja. Najprej moramo nastaviti globalne funkcijske tipke, ki imajo enak pomen skozi cel

projekt, ter razvrstitev posameznih vrst oken na zaslonu. Razporeditev napisov na zaslonu je

sestavljena iz vseh izbranih oken in osnovnega polja. Kot okna so tukaj mišljeni:

- trajno okno, ki se prikaže na vsaki sliki. Uporablja se lahko za npr. naslov naprave ali

globalne vrednosti naprave.

- indikator sporočila, ki nas opozori o prisotnosti sporočila o napaki.

- dinamična pozicija, ki preprečuje prekrivanje trenutno aktivnega področja obdelave tj.

mesta kjer se trenutno nahaja kurzor.

Stran 28

David Zupanc

- sporočila napak in procesna sporočila, ki lahko ob aktiviranju nastopijo v novi sliki oz. z

odprtjem svojega okna ali pa se prikažejo na obstoječo sliko v obliki okna z vrstico

prisotnega sporočila.

Slika 2.2.2.1.: SIMATIC ProTool okolje

Jedro programa ProTool so njegovi urejevalniki. Za vsako opravilo je na urejevalnik, tako da

imamo urejevalnike za:

- slike.

- procesna sporočila.

- sporočila napak.

- spremenljivke.

- recepte.

- krivulje.

- liste simbolov.

- grafične objekte.

Na Sliki 2.2.2.1 vidimo urejevalnike na levi strani, kjer so v drevesnem načinu prikazani

navpično navzdol. Ko s klikom miške izberemo določen urejevalnik, se nam na desni strani

pokaže vsebina tega urejevalnika. Nato lahko odpremo vsak element urejevalnika posebej.

Stran 29

David Zupanc

V urejevalniku lahko projektiramo dvoje vrst spremenljivk: spremenljivke s povezavo na

krmilnik in interne sistemske spremenljivke brez povezave na krmilnik. Kot vsem objektom

moramo tudi spremenljivkam določiti ime, tip ter naslov v pomnilniku. Dodatno pa imamo

možnost določevanja sledečih funkcij:

− časa osveževanja prikaza spremenljivke.

− določevanje spodnje in zgornje meje spremenljivke, kar lahko vežemo na konstanto

ali pa kakšno drugo spremenljivko.

− možnost direktnega vpisa spremenljivke na izbran naslov ali pa preko vmesnega

podatkovnega pomnilnika.

− možnost vpisovanja vrednosti spremenljivke na naslov, tudi ko spremenljivka ni

prikazana na zaslonu, kar je izredno pomembno pri krivuljah.

− aktiviranje funkcij ob spremembi vrednosti spremenljivke oz. ob prekoračitvi

določene meje.

Pomembno mesto zasedajo prav tako sporočila, ki opozarjajo posluževalca na določena

stanja oz. prikazujejo napake v poteku procesa. ProTool ločuje med dvema vrstama sporočil:

procesna sporočila in alarmi.

− procesna sporočila so prikazi statusa (npr. senzor za končni položaj cilindra ni

prisoten).

− alarmi so prikazi napak v procesu (npr. izpad motorskega zaščitnega stikala).

Pri obeh vrstah sporočil je nujna določitev področja pomnilnika, kjer nadzorna plošča

preverja aktiviranje posameznega sporočila. Zato moramo izbrati začetni naslov v

pomnilniku ter uporabljeno dolžino. Obstaja tudi možnost izbire protokoliranja sporočil in

alarmov in ali bo na zaslonu prvo prikazano sporočilo tisto, ki je bilo aktivirano prvo ali

zadnje.

Stran 30

David Zupanc

2.2.3. EPLAN

ePLAN predstavlja danes mednarodni standard na področju elektroprojektiranja in elektro

dokumentacije. Z več kot 20 letnimi izkušnjami in več kot 48.000 prodanimi licencami

pokriva večji del E-CAE trga v Evropi.

Program je logično strukturiran in popolnoma pokriva potrebe elektro projektantov. Temelji

na zahtevah sodobnega trga in nudi moderno delovno okolje za razvoj elektro projektov.

Širok izbor standardnih i dodatnih funkcij omogoča optimalno podporo v vseh fazah razvoja

novih projektov in revizije starih. Z optimalno izbiro parametrov, se lahko uporablja v vseh

delovnih fazah.

E-CAE REŠITEV ePLAN ni samo orodje za izdelavo grafične dokumentacije. Med izdelavo posameznih strani

električnih shem se proces izdelave pospešuje z uporabo baz simbolov (maksimalno 4000 v

enem projektu), velikih baz proizvajalcev in podatkov o njihovih proizvodih (140

proizvajalcev s proizvodnimi programi), inteligentnim izborom komponent, avtomatskim

spajanjem komponent, funkcijami med posameznimi vezji (cross reference), sprotnem

izborom komponent, sprotnim prevodom dokumentacije v enega ali več tujih jezikov.

ePLAN omogoča izdelavo elektro dokumentacije v skladu z vsemi svetovnimi standardi

(DIN, JIC, IEC, KKS).

PODPORA V VSEH FAZAH PROJEKTIRANJA

Inteligentno kreiranje shem:

- obširna baza simbolov, makrojev in proizvajalcev.

- avtomatsko povezovanje in ˝cross˝ reference.

- avtomatsko oštevilčenje pinov, kablov in komponent...

Stran 31

David Zupanc

Avtomatsko kreiranje dokumentacije:

Splošne informacije: - naslovna stran.

- vsebina.

Možne liste: - priključni načrt.

- grafični priključni načrt.

- načrt medvezij.

- seznam kablov.

- seznam ožičenja.

- seznam materialov.

- stroškovnik.

- seznam naprav.

- izdelava omar z legendo.

Slika 2.2.3.1: ePLAN – osnovno okno projekta (manager)

Stran 32

David Zupanc

Dodatne možnosti so:

- schematik asistent.

- izdelava Excel datotek.

- večjezična dokumentacija.

- projekt brez napak.

- certificirana SAP R/3 povezava.

- kompletna PLC/IED podpora.

- numeriranje komponent.

- komunikacija z:DXF/DWG, ASCII, TXT, XLS, PDF,JPG, GIF, ...

- internet orodja – Inter@View.

- ePLAN view – pregledovalnik.

SPOSOBNOST Sodobna programska oprema za elektro projektiranje je danes standardna potreba vsakega

projektanta, s pomočjo katere se:

• olajša in občutno pospešuje postopek elektro projektiranja.

• reducira časovno zamuden del rutinskih opravil kakor tudi možnost napak na minimum.

• vsaka sprememba v dokumentaciji avtomatsko ažurira tudi v vseh ostalih delih

dokumentacije.

• omogoča enostavno ažuriranje i spremljanje arhivskih verzij posameznih projektov

• izboljša kvaliteta in fleksibilnost.

REŠITVE

Obstajajo trije različnimi programskimi paketi in njihove možnostmi, ki so prilagojene

najrazličnejšim zahtevam in potrebam uporabnikov:

ePLAN Compact - ekonomična rešitev za začetek in delo na manjših projektih,

vstopnica v CAE svet.

ePLAN SC1 – Standard - rešitev za projekte srednjega obsega.

Stran 33

David Zupanc

ePLAN Professional - High-End rešitev za največje zahteve in kompleksne projekte.

Slika 2.2.3.2: ePLAN – izbira projekta iz menija / kreiranje novega projekta

Stran 34

David Zupanc

Slika 2.2.3.3: ePLAN – risalno polje

Stran 35

David Zupanc

3. OPIS TRANSPORTNE LINIJE 3.1. Mehanizem transportne proge z vertikalnim dvigom Transportna proga z vertikalnim dvigom vsebuje:

- 29 fiksnih valjčnih transporterjev.

- 4 obračalne mize.

- 2 dvižni napravi.

- 1 prečni voziček.

±

Slika 3.1.1: Transport neovitih palet pred ovijalno napravo

±

Stran 36

David Zupanc

Na sliki 3.1.1 je prikazan transport palet do ovijalne naprave. Transporter (1) na začetku je

namenjen viličarju, ki odloži neovito paleto na valjčno progo. Transporter (2) je namenjen

poravnavanju palete. Ko viličar odloži paleto, ta ni točno na sredini proge. Zato se ta na

transporterju (2) poravna z dvema loputama na obeh staneh palete, ki ju stiskata dva cilindra.

Paleta se nato odpelje na obračalno mizo (3), kjer se obrne za 90°. Nato se zapelje v ovijalno

napravo.

Slika 3.1.2: Transport palet za ovijalno napravo

Na sliki 3.1.2 je prikazan transport ovitih palet, ki pridejo iz ovijalne naprave. Preko teh

valjčnih prog se dovaža iz skladišča tudi polizdelke. Na transporter (4) pride ovita paleta, ki

se preko obračalne mize (3) odpelje na dvižno ploščad dvižne naprave (9). Paleta se odpelje v

skladišče (eno nadstropje nižje). Transporter (10) služi za dovoz repro-materiala iz skladišča.

Preko druge dvižne naprave se iz skladišča vozijo gor prazne palete. Te se kompenzirajo na

transporterjih (7, 6) in obračalnima mizama (3). Prostora je za 5 stolpov praznih palet.

Stran 37

David Zupanc

Slika 3.1.3: Transport palet v skladišču

Na sliki 3.1.3 je prikazan transport palet v skladišču. Ovite palete, ki prihajajo iz dvižne

naprave (8), se preko transporterja (12) prevažajo na prečni voziček (14). Ta jih sprejme in

jih bočno pomakne na kompenzacijsko progo, ki je prosta. Kompenzacijski progi sta dve in

sta sestavljeni iz 7-ih transporterjev (15 in 17). To pomeni, da lahko vsaka kompenzacijska

proga sprejme 7 palet. Transporter (17), ki je na koncu vsake proge, je namenjen viličarjem.

Tukaj se palete odvzemajo s proge in vozijo nadalje v regale ali na tovornjake. Transporter

(16) spodaj je namenjen odlaganju polizdelkov za v proizvodnjo. Viličarji odložijo paleto, na

kateri so polizdelki. Ta se odpelje preko prečnega vozička v dvižno napravo in v zgornje

nadstropje, kjer je proizvodnja. Transporterja (11) na levi strani obeh dvižnih naprav služita

za transport kartonske embalaže, ki je naložena na širšo paleto kot sami izdelki. Zato je tudi

dvižna ploščad na dvižni napravi tako široka, da lahko sprejme široke palete. V elektro-omari

(20) je vodenje pogonov prečnega vozička (14) in vseh transporterjev (15,16 in 17) desno od

njega. Ostali pogoni (8,9 in 11) so vezani v elektro-omaro, ki je v proizvodnji, v katero so

povezani tudi vsi pogoni, ki so v proizvodnji (slika 3.1.1 in slika 3.1.2).

Stran 38

David Zupanc

Slika 3.1.4: Kosovnica strojne opreme

Na sliki 3.1.4 je prikazana kosovnica vseh sestavnih elementov mehanizma. Največ je

takšnih, ki imajo po en pogon. Ponavadi je to motorski pogon, ki poganja valjčke paletnega

transporterja . Med vsemi sestavnimi deli pa so najbolj zanimivi tisti elementi, ki imajo dva

pogona. Prvi takšen element je OBRAČALNA MIZA (slika 3.1.5):

Stran 39

David Zupanc

Slika 3.1.5: Obračalna miza - tloris

Obračalna miza ima dva motorska pogona. Uporabljamo jo za transport palet in sicer tam,

kjer želimo transport palet zasukati za določen kot. Prvi motorski pogon poganja valjčke, ki

služijo za sprejem in oddajo palete na obračalno mizo. Drugi motorski pogon pa služi za

rotacijo mize in s tem palete na njej. Paleto je možno zasukati za poljubni kot, ponavadi pa se

uporabljajo koti 90° ali 180°, saj se transporti palet pod pravim kotom najbolj obnesejo in

Stran 40

David Zupanc

tudi najlepše izpadejo. Kot zasuka nastavljamo s senzorjem. Ta služi za ustavitev rotacije

mize. Na sliki 3.1.5 je prikazan senzor zasuka (5), ki je pritrjen na spodnji strani mize, ki je

statičen. Gnani valjček je pritrjen na os motorskega pogona in poganja vse ostale valjčke

preko verižnega pogona. Samo prva dva in zadnja dva valjčka, ki sta krajša, nista gnana.

Slika 3.1.6: Obračalna miza – stranski ris

Drugi takšen element, ki ima dva pogona je DVIŽNA NAPRAVA (slika 3.1.7).

Prvi je motorski pogon, ki poganja valjčke na dvižni ploščadi. Gnani valjček je trdo vpet z

osjo motorskega pogona. Vsi valjčki pa so med sabo povezani z verigami. Na dvižno ploščad

se sprejemajo ali oddajajo palete horizontalno, kadar se ploščad vertikalno ne premika.

Drugi je motorski pogon (18), ki poganja celotno dvižno ploščad vertikalno gor in dol. Motor

z reduktorjem je nameščen na vrhu stebra (1) dvižne naprave. Na osi je nameščen verižnik,

okoli katerega visi veriga (24). Na eni strani verige je vpeta dvižna ploščad, na drugi strani

verige pa je vpeta protiutež, ki je spuščena v steber dvižne naprave. Utež pomaga pri

premagovanju sile, kadar je na dvižni ploščadi polna paleta. Protiutež ima funkcijo

pomaganja frekvenčnemu regulatorju, saj mu ni treba ustvarjati toliko navora kot če ne bi

bilo protiuteži. Kadar je dvižna ploščad prazna, se teža nagiba na stran protiuteži. Kadar pa je

na dvižni ploščadi polna paleta, pa se teža nagiba na to stran. Razliko teže, ki se nagiba na

eno ali na drugo stran, mora premagovati navor, ki ga ustvari frekvenčni regulator na osi

motornega pogona. Dvižna ploščad se po stebru pomika gor in dol s pomočjo koles, ki so

utirjena na steber ter se po njem kotalijo.

Stran 41

David Zupanc

Slika 3.1.7: Dvižna naprava

Stran 42

David Zupanc

Tretji takšen element, ki ima dva pogona pa je PALETNI VOZIČEK (slika 3.1.8). Pravimo

mu tudi prečni voziček, saj ima funkcijo bočnega pomikanja palet. Prvi motorski pogon, tako

kot pri vseh, poganja valjčke. Pogonski valjček je trdo vpet z gredjo reduktorja motorja, vsi

valjčki pa so med sabo povezani z verigami.

Slika 3.1.8: Paletni voziček – tloris

Vsi valjčki na vozičku so gnani, ki jih poganja gonilo na sliki 3.1.8 – spodaj.

Za bočni (prečni) pomik palet pa je namenjen drugi motorski pogon (na sliki 3.1.8 - zgoraj).

Pogon, ki je sestavljen iz elektromotorja in reduktorja, je na izhodu, ker je os, trdo vpet z osjo

koles vozička. Tako sta pogonska le dva kolesa kar pa povsem zadostuje. Druga dva kolesa

sta prosto-vrteča. Kolesa so narejena iz litoželeznega materiala in so stopničasta (kot pri

vlakih), saj se voziček bočno pomika po tirnicah. Tirnice so pritrjene na tla. Kabli do vozička

so napeljani skozi energetsko verigo, ki se vseskozi pomika z vozičkom. En del energetske

verige je pritrjen na voziček, drugi del pa na tla.

Stran 43

David Zupanc

Slika 3.1.9: Paletni voziček – stranski ris

Stran 44

David Zupanc

3.2. Razvita programska oprema Transportna proga z vertikalnim dvigom vsebuje dve krmilni omari (ena je v proizvodnji,

druga pa v skladišču). V vsaki krmilni omari je med drugim tudi krmilnik, v katerem se

nahaja program, ki krmili vse pogone. Krmilnik krmilne omare v proizvodnji krmili 29

pogonov (26 motorjev in 3 ventile za 6 cilindrov). Krmilnik krmilne omare v skladišču pa

krmili 17 pogonov (motorjev).

Vsak program krmilnika je sestavljen iz:

• strojne konfiguracije.

• vklopa stoja in signalizacija.

• krmiljenja posameznih pogonov.

• komunikacije z drugimi krmilniki, enotami,…

• proženja sporočil in alarmov.

• shranjevanja podatkov (statistika).

3.2.1. Strojna konfiguracija Projekt v programu SIMATIC Manager (STEP7) je skupen za oba krmilnika. Na sliki 3.2.1.1

je prikazan projekt transportne proge z vertikalnim dvigom. V njem sta definirana dva

krmilnika S7 300 in dva SIEMENS panela OP7.

Slika 3.2.1.1: Definicija projekta

Stran 45

David Zupanc

Za vsak krmilnik posebej je bilo potrebno narediti strojno konfiguracijo. Za krmilnik v

krmilni omari proizvodnje je strojna konfiguracija prikazana na sliki 3.2.1.2. Po vrsti si

sledijo: napajalnik PS 307 10A, CPU 312, tri vhodne kartice DI32×DC24V, tri izhodne

kartice DO32×DC24V/0.5A. Krmilniku je bilo potrebno določiti MPI naslov (2), ki

omogoča, da se lahko vse med seboj povezane enote vidijo. Vhodnim in izhodnim karticam

pa je bilo potrebno definirati naslove (vhodi od 0 do 11, izhodi od 16 do 27) in na koncu

projekt shraniti ter prevesti.

Slika 3.2.1.2: Strojna konfiguracija, CPU v proizvodnji

Na sliki 3.2.1.3 pa je prikazana strojna konfiguracija krmilnika v krmilni omari v skladišču.

Po vrsti si sledijo: napajalnik PS 307 10A, CPU 312, ena vhodna kartica DI32×DC24V, ena

vhodna kartica DI16×DC24V, ena izhodna kartica DO32×DC24V/0.5A. Krmilniku je bilo

potrebno določiti MPI naslov (6), vhodnim in izhodnim karticam pa definirati naslove (vhodi

od 0 do 5, izhodi od 8 do 11) in na koncu projekt shraniti ter prevesti.

Stran 46

David Zupanc

Slika 3.2.1.3: Strojna konfiguracija, CPU v skladišču

3.2.2. Vklop stroja in signalizacija Prvi funkcijski blok (FC1) vsebuje vklop vseh režimov delovanja, svetlobno in zvočno

signalizacijo, odklepanje vrat, kontrolo varnostnih zaves in senzorjev, vklop glavnega

krmilnega kontaktorja, ki vklaplja vse frekvenčne regulatorje.

Režimi delovanja so:

• avtomatski režim delovanja.

• ročni režim delovanja.

• STOP režim delovanja.

• stroj je izklopljen.

Na sliki 3.2.2.1 je prikazan vklop avtomatskega režima delovanja. Pogoji za vklop so: vklop

stroja, ključ mora biti preklopljen v položaj avtomatskega delovanja, stroj ne sme biti v

STOP režimu (tipke za hitri stop ne smejo biti stisnjene), varnostna vrata za vstop v celico

morajo biti zaprta, pogoj požarne varnosti mora biti prisoten. Če so zahteve izpolnjene, se ob

preklopu stikala na avtomatski režim delovanja postavi zastavica M90.3 in čez 3,5 sekund

zastavica »AVTO«. Tako je avtomatski režim delovanja vzpostavljen.

Stran 47

David Zupanc

Slika 3.2.2.1: Avtomatski režim delovanja

Signalizacija stroja je svetlobna in zvočna.

Rdeča luč pomeni naslednje:

- sveti – ni napajalne, krmilne napetosti.

- utripa – izpad varovalke ali termične zaščite elektromotorja.

Oranžna luč pomeni naslednje:

- sveti – ročno delovanje, stikalo za izbiro režima delovanja je v položaju ročno.

- utripa – prehod v avtomatsko delovanje.

- utripa – v sistemu je prisotna napaka, ki jo lahko preberemo na panelu OP 7.

Zelena luč pomeni naslednje:

- sveti – avtomatsko delovanje, normalno brez napak.

- utripa – prehod linije v avtomatsko delovanje.

Stran 48

David Zupanc

Zvočna signalizacija se oglasi:

- pri prehodu v ali izpadu iz avtomatskega režima delovanja.

- za cca. 15 s, ko se v sistemu pojavi napaka.

3.2.3. Krmiljenje pogonov Pogone vklapljamo in izklapljamo pod različnimi pogoji. Na sliki 3.2.3.1 je prikazan vklop

pogona valjčnega transporterja, ki je gnan s frekvenčnim regulatorjem. Prva veja za vklop

pogona je v ročnem režimu delovanja. Če je linija v ročnem režimu in pritisnemo ustrezen

gumb na panelu za vklop tega pogona, se pogon vklopi brezpogojno, če na transporterju ni

palete. Če pa se na njem nahaja paleta, pa se vklopi, če je vklopljen in prazen naslednji

transporter.

Vklop v avtomatskem režimu delovanja se izvaja avtomatsko.

Prvič se pogon vklopi, kadar sprejema paleto na transporter. Ta mora biti prazen in loputi za

poravnavanje palete morajo biti narazen. Izklopi se, ko paleta pride na transporter.

Drugič se pogon vklopi, kadar oddaja paleto z transporterja. Ko se poravnavanje palete, ki je

na transporterju, konča, loputi se vrneta v prvotni položaj (zadaj), naslednji transporter, ki bo

to paleto sprejemal pa mora biti prazen in vklopljen. Izklop pogona se v tem primeru izvede,

ko paleta prispe do naslednjega transporterja.

Tukaj je še nekaj varnostnih izklopov pogona. Če je pogon vklopljen dlje časa, pa se na njem

ne dogajajo spremembe, se pogon avtomatsko izklopi po določenem času (nastavitveni čas

operaterja). Pogon se nemudoma izklopi tudi, če loputi za poravnavanje izgubita pozicijo –

ZADAJ (narazen). Tako se izognemo poškodbam tako opreme kot izdelkov.

Tako vklapljamo vse pogone valjčnih prog. Pri elementih, ki imajo dva pogona, pa je

program narejen tako, da se hkrati nikoli ne moreta vklopiti oba pogona, saj je to strogo

prepovedano. Poleg tega pa to niti ni zaželeno, saj je princip delovanja takšen, da kadar je

vklopljen en pogon, mora drugi biti izklopljen; npr.: kadar obračalna miza sprejema paleto

(pogon valjčkov), nikakor ne smemo vklopiti obračanja palete (pogon rotacije). Poleg

programske varnostne zanke je v takšnih primerih tudi fizična varnostna zanka v krmilni

omari. Ko je vklopljen kontaktor enega pogona, je fizično onemogočen vklop drugega

pogona istega elementa. Takšni elementi so obračalna miza, dvižna naprava in paletni

voziček.

Stran 49

David Zupanc

Slika 3.2.3.1: Vklop valjčnega transporterja-2 pred ovijalno napravo

Stran 50

David Zupanc

3.2.4. Komunikacija Komunikacija med krmilniki in prikazovalniki je v MPI načinu komuniciranja. Vsaka enota

ima svoj naslov preko katerega se vklopi v MPI mrežo. Le tako so vsi med seboj vidni. Na

sliki 3.2.4.1 je prikazana MPI komunikacija med krmilnikoma in prikazovalnikoma, ki so

aplicirani v transportno progo z vertikalnim dvigom. Krmilnik v proizvodnji ima naslov 2,

krmilnik v skladišču ima naslov 6, prikazovalnik OP7 v proizvodnji ima naslov 3,

prikazovalnik v skladišču pa ima naslov 5.

Slika 3.2.4.1: MPI povezava med notranjimi enotami

Poleg notranje komunikacije pa je v sistemu tudi zunanja komunikacija. Ker je potrebno

komunicirati tudi z zunanjimi napravami (ovijalna naprava, požarna vrata), je z njimi izvedba

komunikacije z vhodnimi in izhodnimi signali. Enostavno so fizično na vhodne in izhodne

kartice krmilnika pripeljane žice, preko katerih krmilnik dobi signale za komunikacijo.

Seveda obstaja tudi za zunanje enote MPI ali DP povezava. Kdaj in kako jo uporabiti, je stvar

presoje; če imamo malo število komunikacijskih signalov in prostih še nekaj vhodov in

izhodov na karticah krmilnika, lahko to rešimo z ožičenjem. Če je teh signalov več, ali pa ne

vemo, če bodo v prihodnje še potrebni dodatni signali za komunikacijo, pa je boljša rešitev

MPI ali DP povezava med zunanjimi enotami.

Stran 51

David Zupanc

3.2.5. Sporočila in alarmi Sporočila in alarmi so namenjeni operaterju, da je takoj seznanjen s spremembami v sistemu

in morebitnimi napakami. Sporočila se prikazujejo na panelu OP7, kjer jih operater lahko

prebere. O napaki v sistemu opozarja tudi zvočna signalizacija, ki se oglasi in opozori

operaterja. V tabeli 3.2.5.1 in tabeli 3.2.5.2 so prikazana možna sporočila in alarmi v

transportni progi z vertikalnim dvigom.

Naprava nima posebnih sporočil!

Izpad motorske zaščite!

Naprava ni vklopljena!

Dvigalo 1 je nasedlo! Dvig možen samo v ROČNEM REŽIMU!

Dvigalo 2 je nasedlo! Dvig možen samo v ROČNEM REŽIMU!

Odprta so varnostna vrata!

Termična zaščita frekvenčnih regulatorjev!

Izpad delovanja frekvenčnih regulatorjev!

Napaka na kontaktorju KM17- DVIŽNA NAPRAVA 1 - VERTIKALNI POMIK!

Napaka na kontaktorju KM19- DVIŽNA NAPRAVA 2 - VERTIKALNI POMIK!

Prekinitev varnostne zavese - vstop v območje dvigala! Preklopi ROČ/AVT!

Ni pogoja za oddajo palete v ovijalno napravo!

Paleta v SKLADIŠČU je na napačnem transporterju!

Pritisnjena je STOP tipka na transportu pred ovijalno napravo!

Ni potrditve zaprtosti vrat 1! POTRDI JIH!

Ni potrditve zaprtosti vrat 2! POTRDI JIH!

Napaka na kontaktorju KM18- DVIŽNA NAPRAVA 1 - TRANSPORTER!

Napaka na kontaktorju KM20- DVIŽNA NAPRAVA 2 - TRANSPORTER!

POZOR!!! Čez #### vertikal. pomikov bo potreben SERVIS na DN1 - POPOLNA BLOKADA!

POZOR!!! Čez #### vertikal. pomikov bo potreben SERVIS na DN2 - POPOLNA BLOKADA!

DVIŽNA NAPRAVA 1 JE BLOKIRANA! POTREBEN JE SERVIS!

DVIŽNA NAPRAVA 2 JE BLOKIRANA! POTREBEN JE SERVIS!

Izpad delovanja razbremenilnega upora na DVIŽNI NAPRAVI-1!

Izpad delovanja razbremenilnega upora na DVIŽNI NAPRAVI-2!

Ni pogoja od POŽARNIH VRAT!

Dvižna naprava 1 je previsoko!! Spust možen samo v ROČNEM REŽIMU!

Dvižna naprava 2 je previsoko!! Spust možen samo v ROČNEM REŽIMU!

Kompenzacije v SKLADIŠČU so POLNE!!

Tabela 3.2.5.1: Sporočila in alarmi krmilnika v proizvodnji

Stran 52

David Zupanc

Naprava nima posebnih sporočil!

Izpad motorske zaščite!

Naprava ni vklopljena!

Kompenzacija 1 in kompenzacija 2 sta POLNI!

Ni pogoja za sprejem palete v dvižno napravo! PREVERI ZGORAJ!

Odprta so varnostna vrata!

Termična zaščita frekvenčnega regulatorja!

Izpad delovanja frekvenčnega regulatorja!

Prekinitev varnostne zavese! Preklopi ROČ/AVT!

Ni potrditve zaprtosti vrat! POTRDI JIH!

Tabela 3.2.5.2: Sporočila in alarmi krmilnika v skladišču

Alarmi se prožijo programsko v SIMATIC STEP7 in sicer kot zaporedje nekaterih stanj. Na

sliki 3.2.5.1 je prikazano proženje dveh alarmov. Prvi alarm (Network 15) se sproži, kadar

varnostna vrata niso več odprta (smo jih že zaprli), smo pa pozabili potrditi zaprtost vrat.

Potrditev zaprtosti vrat pa je nujna, ker se vrata le tako elektro-magnetno zaklenejo.

Drugi alarm (Network 16) se sproži, kadar je stroj vklopljen, programsko je vklopljen valjčni

transporter na dvižni ploščadi dvižne naprave 1, ni pa povratnega signala, da se je kontaktor

KM18 sklenil. V zaporedju je še manjša zakasnitev (T11=500ms) preden se alarm sproži

zaradi mrtvih časov pri vklopih kontaktov na kontaktorju.

Ko nastopi alarm se postavi bit DB3.DBX4.6 ali DB3.DBX4.7. To pa pomeni, da se zaradi

komunikacije postavi bit tudi na prikazovalniku (panelu) in s tem ustrezno sporočilo.

Slika 3.2.5.1: Proženje alarmov

Stran 53

David Zupanc

3.2.6. Statistika in števci Števci so v avtomatizaciji nepogrešljivi, zato so prisotni tudi pri transportni progi z

vertikalnim dvigom. Lahko se uporabljajo kot pogoj, da se neko dejanje izvrši šele, ko števec

napolni določeno vrednost, lahko pa so zgolj statističnega pomena. Števci se tukaj

uporabljajo za štetje vertikalnih pomikov dvižnih naprav. Verige, ki nosijo breme dvižne

ploščadi in na drugi strani protiuteži, se sčasoma iztrošijo. Potrebno je izvesti servis in verige

zamenjati. Zato skrbi števec, ki je prikazan na sliki 3.2.6.1. Prvi števec (Network 1) šteje

pomike dvigala v smeri gor, drugi števec (Network 2) pa pomike dvigala dol. Pri števcu v

smeri gor je ta sestavljen iz naslednjih elementov: ko dvižna ploščad zapusti spodnji položaj

in je kontaktor za vertikalni pomik vklopljen, se postavi zastavica M53.1 in s tem tudi izhod

Q. Ko pride dvižna ploščad v zgornji položaj se vrednost števca za štetje pomikov poveča za

1 (to je blok ADD_DI), oziroma vrednosti števca prištejemo 1.

Podobno se štejejo pomiki dvižne ploščadi v smeri dol, le da je postopek v obratni smeri.

Slika 3.2.6.1: Proženje alarmov

Stran 54

David Zupanc

3.3. Elektronačrti in povezave Elektronačrti so izdelani s programom EPLAN. Vsaka krmilna omara ima svoje elektronačrte

vključno z vsemi pogoni ki so vezani nanjo. Na prvem mestu vseh elektronačrtov je dovod

napajanja in razvod. Na sliki 3.3.1 je prikazan dovod napajanja za krmilno omaro v

proizvodnji. Sistem napajanja TN-S, saj imamo na dovodu pet-žilni kabel. V njem so tri faze

(L1, L2 in L3), vodnik N (ničla) in vodnik PE (zemlja). Vodnika N in PE sta v krmilni omari

povezana skupaj. Dovod električne energije mora zadostovati 27kW, 50A. Varovalke v

napajalni omarici morajo biti 3×63A.

Glavni dovodni kabel je v krmilni omari priključen na glavno stikalo. Mimo glavnega stikala

je speljana ena faza. Na to fazo so priključeni FIT stikalo, svetilka in vtičnica, ki morajo biti

pod napetostjo, kadar izključimo glavno stikalo, zaradi servisnih storitev. Na fazo L2 je

priključen tudi ventilator E1, ki ga vklopi termostat B1. Vse skupaj je varovano z varovalko

F1. Glavni kontaktor KMGF, ki vklaplja napajanje za vse frekvenčne regulatorje, je povezan

preko vseh treh faz: L1, L2 in L3. Vklaplja ga krmilnik.

Slika 3.3.1: Dovod napajanja krmilne omare

Tako sta ločeni napetosti za napajanje pogonov s kontaktorji (brez frekvenčnega regulatorja),

to so faze: 1L1, 1L2 in 1L3. Faze napetosti, ki napajajo frekvenčne regulatorje, pa so

označene z: 2L1, 2L2 in 2L3.

Stran 55

David Zupanc

Na sliki 3.3.2 je prikazano napajanje dveh pogonov, ki sta priključena na isti frekvenčni

regulator. To sta pogona obračalne mize 1. Ker nikoli oba pogona ne obratujeta hkrati, lahko

oba poganjamo z istim frekvenčnim regulatorjem. Faze za napajanje frekvenčnega

regulatorja GF4 so pripeljane iz glavnega kontaktorja KMGF. Vhodna napetost v frekvenčni

regulator je enofazna, zato si izberemo eno izmed treh faz, ki so na razpolago. Tukaj je

izbrana faza 2L1. Na regulator je priključena preko varovalke FGF4. Izhod iz regulatorja pa

je trifazna napetost, pri kateri regulator faze ustrezno fazno zamika. Digitalni vhodi v

regulator so štirje, pripeljani iz krmilnika. S pomočjo štirih digitalnih signalov in s pomočjo

programa regulatorju povemo, kako hitro naj poganja motor in v katero smer. Kateri motor

želimo vklopiti, pa izvedemo z ustreznim vklopom kontaktorja, ki je za frekvenčnim

regulatorjem in pred motorjem. V tem primeru (obračalna miza) imamo kontaktor KM4, ki

vklaplja motor M4 za rotacijo obračalne mize. Vklopimo ga programsko z digitalnim

izhodom iz krmilne izhodne kartice, ki vklopi rele kontaktorja in ta se sklene. Če pa želimo

vklopiti valjčni transporter na obračalni mizi, pa vklopimo kontaktor KM5 (spet

programsko), napajanje iz frekvenčnega regulatorja pa bo dobil motor M5.

Oba motorja imata tudi elektromehanske zavore. Če želimo da se motor vrti, ni dovolj, da

nanj pripeljemo trifazno napetost, ampak moramo vklopiti tudi zavoro. Kadar na sponkah

zavore ni napetosti, je zavora mehansko stisnjena. Ko pa na sponke priklopimo napetost,

zavora spusti in motor ima pogoj da se ob trifazni napetosti U, V in W zavrti.

Stran 56

David Zupanc

Slika 3.3.2: Napajanje pogonov obračalne mize

Stran 57

David Zupanc

Slika 3.3.3: Vklop/izklop varnostnega modula in krmilne napetosti

Stran 58

David Zupanc

Na sliki 3.3.3 je prikazana vezava varnostnega modula A1. To je modul, ki vklopi kontaktor

krmilne napetosti KA1. Sponki A1 in A2 sta sponki releja modula A1. Če se zanka, ki je

narisana na levi strani (IZKLOP STROJA ali STOP tipka ali odprta VRATA-1 ali odprta

VRATA-2 ), prekine, se s tem prekine tudi napetost releja na A1. Tako se prekine tudi

kontaktor KA1 in s tem krmilna napetost. Ponoven vklop je možen, če sta izpolnjena dva

pogoja:

• prej omenjena zanka mora biti ponovno sklenjena.

• pritisniti je potrebno tipko VKLOP STROJA, ki modul A1 ponovno vklopi in s tem

krmilno napetost preko kontaktorja KA1.

Na sliki 3.3.4 je prikazan prvi vhodni byte 00 prve vhodne kartice krmilnika. Vsaka 32-bitna

kartica je sestavljena iz 4 byte-ov. Na to vhodno kartico so pripeljani senzorji, ki so

nameščeni na sami liniji. Prvi trije vhodi (00, 01 in 02) so iz foto senzorjev FS00, FS01 in

FS02. To so senzorji, ki so na prvih treh valjčnih transporterjih za ugotavljanje prisotnosti

palete na njih. Četrti in peti vhod sta induktivna senzorja IS03 in IS04, ki dajeta pozicijo

rotacije obračalne mize. Šesti in sedmi vhod sta foto senzorja na obračalni mizi. Dajeta

informacijo o prisotnosti palete na obračalni mizi. Kadar sta oba pokrita, se paleta v celoti

nahaja na mizi.

Stran 59

David Zupanc

Slika 3.3.4: Vhodni byte 1/4 vhodne krmilne kartice

Stran 60

David Zupanc

Na sliki 3.3.5 je pa prikazan še prvi izhodni byte prve izhodne krmilne kartice. Pri izhodnih

karticah pa je posebnost ta, da lahko vsak byte posebej napajamo, kar je razvidno na sliki

3.3.5. Napajalna napetost je L13 (24VDC), masa pa je L01 (0VDC). Prvih 8 izhodov te

kartice je povezanih na vhode treh frekvenčnih regulatorjev (GF1, GF2 in GF3).

Slika 3.3.5: Izhodni byte 1/4 izhodne krmilne kartice

Stran 61

David Zupanc

3.4. Montaža, testiranje in izboljšave Montaža transportne proge z vertikalnim dvigom je potekala v točno določenem zaporedju,

saj bi v naključnem vrstnem redu postavitve prihajalo do zamikov in netočnosti. Najprej sta

se v jašek postavili obe dvižni napravi. Nato ves transport med ovijalno napravo in dvižnima

napravama. Šele, ko so bili vsi trakovi omenjenega transporta pritrjeni, je lahko izvajalec, ki

je pripeljal ovijalno napravo, postavil slednjo k našemu transportu. Ko pa je ovijalna naprava

bila pritrjena, smo pa nadaljevali s postavitvijo našega transporta pred ovijalno napravo.

Montaža transporta je torej v nadstropju proizvodnje potekala v obratnem vrstnem redu, kot

pa potujejo palete. Vse to z enim samim razlogom, ker je jašek, v katerih sta dvižni napravi,

nemogoče korigirati ali prestavljati. Na sliki 3.4.1 je prikazan ves transport z ovijalno

napravo v proizvodnji. Ovijalno napravo je izdelal drugi proizvajalec, zato je narisana kot

kvadrat med transportnim sistemom. Posebnih zapletov med samo montažo ni bilo. Mogoče

velja omeniti samo postavitev obeh stebrov dvižne naprave, ki ju ni bilo mogoče postaviti v

jašek s spodnje strani, ker je bila odprtina premajhna. Tako smo stebre peljali v zgornje

nadstropje (proizvodnja) ter jih spustili v jašek z zgornje strani. Tukaj smo naleteli na manjšo

težavo, saj jih je bilo potrebno najprej dvigniti pokonci, šele potem spustiti v jašek. V napoto

nam je bila konstrukcija strehe, katere nekaj členov smo odstranili.

Montaža transporta v skladišču pa je potekala v smeri potovanja palet, saj polne palete

prihajajo iz jaška dvižne naprave. Najprej so se postavili vsi štirje transporterji ob dvižnih

napravah. Nato so se pritrdile tirnice za voziček in nanj se je postavil paletni voziček. Na

koncu sta se od vozička naprej postavili obe kompenzacijski progi, ki sprejemata palete iz

vozička in jih vozita do mesta viličar.

Stran 62

David Zupanc

Slika 3.4.1: Postavitev transporta v proizvodnji

Stran 63

David Zupanc

Ko je bila montaža dokaj v celoti končana, je sledila najzanimivejša faza projekta.

Testiranje transportne proge z vertikalnim dvigom smo izvajali predvsem na dvižni napravi.

Transportni sistem nam je bil že poznan, zato smo vedeli kaj lahko pričakujemo. Čisto

drugače pa je bilo z dvižnima napravama. Ker smo prvič izdelali tako široko dvižno ploščad

ter za takšno težo palet, smo nujno morali izvesti testiranje.

1. TESTIRANJE OBREMENITVE DVIŽNE PLOŠČADI

Prva faza testiranja je bila polna obremenitev dvižne ploščadi. Predpisana teža, ki jo mora

prenesti dvigalo, je 20000N. Delovna teža polnih palet pa znaša povprečno 8000N. Ker pa

mora vsaka naprava, ki jo testiraš, biti obremenjena na 110%, smo ploščad obremenili s težo

22000N. Nato smo v ročnem režimu pomikali ploščad gor in dol. Kadar je bila ploščad v

spodnjem položaju, se je naslonila na nosilne gumijaste stožce, ki so bili pritrjeni v tla. To je

pomenilo, da je bila ploščad vedno v vodoravni legi s transporterji, ki so sprejemali/oddajali

palete iz/na dvižno ploščad. Stožec, ki podpira ploščad v spodnjem položaju je prikazan na

sliki 3.4.2 (številka 16).

Slika 3.4.2: Podpiranje dvižne ploščadi v spodnji legi

Ko smo pa obremenjeno ploščad dvignili v zgornji položaj (proizvodnja), pa smo opazili

poves ploščadi. Zaradi velike teže in dolgih ročic, ki so podpirale dvižno ploščad, je nastal

poves, ki ni bil dopusten in je bil večji od izračunanega. Palete bi se ob transportu iz dvižne

ploščadi na transporter zadele ob prvi valjček transporterja. Zato smo morali hitro poiskati

rešitev. Domislili smo se podpiranja ploščadi s pnevmatskimi cilindri, kar je prikazano na

Stran 64

David Zupanc

sliki 3.4.3. Nosilec (številke 1,4,8 in 9) je na spodnji strani pritrjen na notranjo stran jaška, na

zgornji strani pa na prečni nosilec, ki je naslonjen na rob jaška. Ko se cilinder (številka 3)

zapre skupaj, pritegne ročico (številka 2) k sebi, na drugi strani pa jo podpre pod dvižno

ploščad (številki 11 in 12). Kadar je zahteva po pomiku dvižne naprave v spodnji položaj, se

cilinder odpre in tako rotacijsko odmakne podpornika (številki 11 in 12).

Slika 3.4.3: Podpiranje dvižne ploščadi s pnevmatskimi cilindri v zgornji legi

Tako smo rešili glavno in največjo težavo transportne proge z vertikalnim dvigom.

Stran 65

David Zupanc

2. TESTIRANJE KAPACITETE DVIŽNE NAPRAVE

Ker smo dvižni napravi dodali podpiranje s pnevmatskimi cilindri, smo malo podaljšali cikel

transporta palete v skladišče. Zelo nas je zanimalo, za koliko smo ga podaljšali. Predpisana

kapaciteta znaša 40 palet na uro. Potrebno je vedeti, da dvigalo za en cikel potrebuje:

• nalaganje palete na dvižno ploščad.

• odmikanje podpornikov dvižne ploščadi.

• pomik ploščadi dol (v skladišče).

• razlaganje palete z dvižne ploščadi.

• pomik ploščadi gor (nazaj v proizvodnjo).

• podpiranje dvižne ploščadi s podporniki.

Torej vse te faze cikla mora opraviti v 90 sekundah. Sliši se veliko, vendar je opravka z

velikimi in težkimi paletami, na katerih so stekleni izdelki. Ti se ne smejo gibati sunkovito in

prehitro.

V SIMATIC-u smo pripravili testni program, ki se je izvajal avtomatsko in ciklično ter je bil

sestavljen iz naslednjih faz:

• nalaganje palete na dvižno ploščad iz transporterja.

• pomik dvižne naprave s paleto v spodnji položaj (skladišče).

• razlaganje palete na transporter v skladišču

(polovica cikla – sledi obratna pot).

• takoj nazaj nalaganje palete na dvižno ploščad v skladišču.

• pomik dvižne naprave v zgornji položaj (proizvodnja).

• razlaganje palete na transporter v proizvodnji.

Te faze so se ponavljale ciklično in paleta se je vozila gor in dol ter noter in ven. Program je

bil vklopljen 1 uro in v tem času sem s števcem v programu štel cikle. Rezultat testiranja je

bil 63 palet na uro, kar je znotraj dogovorjenega in z kar nekaj rezerve.

Stran 66

David Zupanc

3. ZAMENJAVA FOTO SENZORJEV NA DVIŽNI PLOŠČADI

Omeniti velja tudi zamenjavo foto senzorjev, ki smo jih zaradi varnejšega delovanja sistema

nadomestili z drugačnimi. Po zagonu kompletne linije je stvar stekla dokaj gladko. Po nekaj

tednih delovanja, pa se je pojavila napaka, na katero nismo pomislili. Delavec v steklarni je

na transporter v skladišču postavil paleto s polizdelki. Sledil je klic dvigala po paleto.

Dvigalo se je spustilo v spodnji položaj in paleta se je začela prevažati na dvižno ploščad. Ko

je prišla do polovice na ploščad, je signal fotocelice dvižne ploščadi padel in paleta se je

ustavila. Program je narejen tako, da dvižna ploščad lahko sprejema palete različne dolžine in

širine. Fotocelice so pritrjene na rob dvižne ploščadi kot nam prikazujejo puščice na sliki

3.4.4.

Slika 3.4.4: Postavitev fotocelic na dvižni ploščadi

Ko paleta med potovanjem prekine žarek, je to informacija o prehodu. Ko pa signal

fotocelice pade, pa pomeni, da je paleta prišla na dvižno ploščad. Tako se je tudi zgodilo v

tem primeru. Ko je signal padel, paleta še ni bila na dvižni ploščadi, a se je ustavila. Zakaj pa

je signal padel pa je razvidno na sliki 3.4.5. Maksimalen doseg fotocelice, ki deluje na

sistemu odboja od predmeta, je 550 mm. Ker je bila na paleti naložena še ena paleta, se je

ustvarila daljša reža, skozi katero je žarek fotocelice našel pot, daljšo od 550 mm. Zato ni

bilo odboja od nobene podlage in žarek se ni vrnil v fotocelico. To pa programsko pomeni,

da je šla paleta mimo (na ploščad) in se je ustavila. Dvižna naprava je začela potovati

navzgor in paleta je zadela v zgornji rob luknje jaška. Seveda se je navor pogona, ki dviguje

dvižno ploščad, povečal in s tem tudi tok. Slednjega je zaznal frekvenčni regulator in pogon

takoj ustavil.

Sledila je menjava fotocelic na odboj s fotocelicami: sprejemnik-oddajnik. Na eni strani

ploščadi je sprejemnik, na drugi strani pa oddajnik.

Stran 67

David Zupanc

Tako je vzpostavljena kontrola čez celo širino dvižne ploščadi.

Slika 3.4.5: Pot žarka fotocelice na dvižni ploščadi

Slika 3.4.6: Žarka fotocelice na dvižni ploščadi – pogled od zgoraj

Stran 68

David Zupanc

4. SKLEP POVZETEK TRANSPORTNE PROGE Z VERTIKALNIM DVIGOM

Transportna proga z vertikalnim dvigom je zasnovana tako, da je sestavljena iz transporta

pred ovijalno napravo, transporta za ovijalno napravo vključno z vertikalnim pomikom in

transporta v skladišču, kjer so kompenzacijske proge za nekaj palet.

Transport pred ovijalno napravo je najbolj občutljivi del transporta, saj so palete, na katerih

so stekleni izdelki, še neovite. Zato so vklopi in izklopi posameznih pogonov načrtovani in

izvedeni zelo nežno ter zvezno. Poleg samega transporta se pred vhodom palete v ovijalno

napravo slednja tudi bočno poravna, saj jo viličar odloži naključno na prvi trak.

Transport za ovijalno napravo pa ni več tako občutljiv na nenadne spremembe. Seveda ga je

še vedno potrebno izvajati z omejeno hitrostjo, saj se tudi v oviti paleti lahko izdelki

razbijejo. Sami pomiki palet se še vedno izvajajo z določeno rezervo. Ker pogone vertikalnih

pomikov poganjajo frekvenčni regulatorji, je tudi pri teh gibanjih sunkovitost izključena.

V skladišču transport poteka čisto ločeno od tistega v proizvodnji. Ker sta krmilni omari

ločeni, delovanje ni odvisno eden od drugega (razen pri prehodu palete iz dvižne naprave na

transporter v skladišču). Palete iz dvižnih naprav ne prihajajo ena za drugo, zato jih ima

paletni voziček čas razvrščati na kompenzacijske proge.

Projekt je potekal od načrtovanja pa vse do prevzema linije po predvidenih planih in sicer 6

mesecev. Izpostavil bi le testiranje, ki nam je vzelo malo več časa kot je bilo planirano,

vendar ni oviralo zagon same proizvodnje. V dopustnem času smo uspeli zagotoviti varno in

zanesljivo delovanje transporta.

Moje delo v projektu je vsebovalo: sodelovanje pri načrtovanju, izdelava elektro načrtov,

nabava elektro materiala, PLC programiranje, sodelovanje pri postavitvi med montažo,

testiranje, zagon in šolanje operaterjev. Na koncu sem uredil in predal tudi tehnično

dokumentacijo. V diplomi je bil poudarek seveda na programskem delu, kjer sem projekt v

celoti razvil, testiral in zagnal. V takšnem projektu se ogromno stvari naučiš, katere samo s

teorijo nikoli ne pridobiš.

Stran 69

David Zupanc

DOBRE IN SLABE LASTNOSTI

Ker je projekt praktično prototip, seveda obstajajo dobre in tudi slabe lastnosti.

Koliko je dobrih lastnosti, je najbolj odvisno od načrtovanja in projektiranja. V kolikor je v

večini zajeta in rešena vsa problematika, ki se je pojavila ob načrtovanju, so rešitve uspešne

in dobre. Izpostavil bom samo nekaj dobrih lastnosti:

• zanesljivost transporta (zelo malo je poškodb izdelkov zaradi transporta)

• konstantna kapaciteta transporta (že v naprej vemo, koliko palet se bo prevozilo v

nekem času)

• rezerva v kapaciteti transporta (zmožnost transporta ob povečani proizvodnji za

50%)

• možnost poškodb delavcev so zmanjšane (prisotnost delavca v neposredni bližini ni

potrebna zaradi avtomatskega delovanja)

• zmanjšanje delovne sile (delavec je praktično izključen, potreben je samo operater)

Tako kot obstajajo dobre lastnosti, so bile opažene tudi nekatere pomanjkljivosti, katere bi ob

ponovnem projektiranju lahko zmanjšali, oziroma izključili:

• postavitev fotocelic na dvižni ploščadi (ob poznavanju težave, ki se je pojavila kar

nekaj časa po zagonu, bi že takoj namestili foto senzorje tako, kot smo jih naknadno)

• poves dvižne ploščadi (še enkrat več se je izkazalo da sta teorija in praksa lahko

povsem različna; dejanski poves dvižne ploščadi je bil veliko večji od izračunanega,

saj pri izračunih ne moreš vnesti vseh natančnih podatkov: zvari, trdnost materiala)

• premalo časa za testiranje (ob daljšem in temeljitejšem testiranju bi bile napake, ki so

se pojavile na dvižni ploščadi, odpravljene že pred zagonom)

Stran 70

David Zupanc

MOŽNA NADALJEVANJA

Projekt je bil že od samega začetka tako zamišljen in zastavljen, da je možno projekt razširiti.

Brez predelave obstoječe opreme je možno viličarja nadomestiti s transportno opremo. V

proizvodnji imajo viličarji nalogo odvažati stolpe praznih palet s transporterja, kamor se

transportirajo iz skladišča. Odpeljejo jih do mesta nalaganja steklenih izdelkov. Enako velja

za viličarja, ki ima nalogo pripeljati polno, naloženo paleto steklenih izdelkov na prvi

odvzemni transporter. Na sliki 4.1 je prikazana možna dograditev transporta z bočnim

paletnim vozičkom. Tirnice so celo že postavljene na tleh v proizvodnji (slika 4.2). Voziček

bo imel funkcijo prenašanja polnih palet iz enega mesta preko bočnega pomika na drugo (že

obstoječe) mesto, kamor jih sedaj odlaga viličar. Hkrati pa bo ta isti voziček prenašal prazne

palete, ki prihajajo po transportnih poteh iz skladišča, preko bočnega pomika na drugo mesto,

kjer bodo nadaljevale transport proti nalagalnim mestom.

Slika 4.1: Možnost razširitve s prečnim vozičkom

Slika 4.2: Postavitev tirnic za prečni voziček

PRAZNE PALETE

POLNE PALETE

OVIJALNI STROJ

Stran 71

David Zupanc

Poleg razširitve v proizvodnji je možna razširitev tudi v skladišču. V primeru, da se podjetje

odloči povečati kapaciteto, in sedanji dve kompenzacijski progi ne bosta zmogli več

sprejemati polnih palet, je opcija še tretje kompenzacijske proge. Kompenzacijska proga ob

steni se premakne skrajno desno, in na sredini je prostor za dodatno tretjo progo. Takšna

opcija je prikazana na sliki 4.2. Ker je na dvižni napravi še veliko rezerve v kapaciteti, je

tretja kompenzacijska proga realno izvedljiva ob povečanju proizvodnje.

Slika 4.2: Opcija tretje kompenzacijske proge

Stran 72

David Zupanc

LITERATURA IN VIRI:

[L1] Siemens AG 1999, Informacije in trening, SIMATIC S7, programiranje, zagon

sistemov, servis, verzija S3.2, junij 1998

[L2] SIEMENS, MICROMASTER 420, Automation and Drives, Operating

Instructions, Marec 2005

[L3] EPLAN 5, User Guide I, Version 5.60, 08/2004

[L4] ProTool, User Guide: www.acad.bg/ftp/pub/solaris/old/protool-guide.doc

[L5] SIEMENS, SIMATIC HMI, ProTool, Configuring Windows, Release 12/02

[L6] EXOR ETI, Inženiring za energetiko, transport in industrijo:

http://www.exor-eti.si/

Stran 73

David Zupanc

ŽIVLJENJEPIS

Ime in priimek: David Zupanc

Rojen: 26.3.1978, Celje

Šolanje:

• osnovna šola: 1985 – 1993, Šentjur

• srednja šola: 1993 – 1997, srednja elektrotehniška šola, šolski center Celje,

elektrotehnik – elektronik

• fakulteta: 1997 – 2001, FERI Maribor, dipl. ing. elektrotehnike, avtomatike

• fakulteta: 2001 – 2007, FERI Maribor, uni. dipl. ing. elektrotehnike,

mehatronike