Sortieranlage mit Lagerung im Hochregal

Das Projekt „Sortieranlage mit anschließender Lagerung im Hochregallager“ wird im Rahmen unseres zweijährigen Fachschulstudiums zum staatlich geprüften Techniker der Fachrichtung Energietechnik und Prozessautomatisierung in Zusammenarbeit mit den Beruflichen Schulen Kirchhain durchgeführt.

Ziel ist es, die Automatisierungsanlage im Unterricht einzusetzen. Sie soll von den Schülern der Berufsschule, der Fachoberschule und der Fachschule aus dem Bereich Elektrotechnik zu Unterrichtszwecken genutzt werden. Hierbei kann der Umgang mit der Vernetzung von dezentralen Peripherien und der Programmierung mit „Siemens Simatic Step 7“ erlernt werden.

Ausgangslage:

Die Arbeitszeit für die Installation beträgt ca. 160 Stunden. Das Projekt soll bis zum 29.04.2014 fertiggestellt werden, um es am Tag der Techniker präsentieren zu können. Programmtechnisch gibt es keine besonderen Vorgaben vom Auftraggeber.
Es soll eine einfache Sortierung von drei Werkstücken mit unterschiedlichen Farben, mit anschließender Einlagerung im Hochregallager realisiert werden.

Die Verwendung von dezentralen Peripherien (ET 200S) von der Firma Siemens wird vom Auftraggeber vorgeschrieben, da in den meisten Firmen der Region Siemens Bauelemente verwendet werden und sich daher die schulische Ausbildung an diesen Produkten orientiert. Ebenfalls eine Besonderheit der ET 200S ist die Vernetzung sowohl über Profibus als auch über Profinet (Ethernet).

Das Projekt beinhaltet den Neuaufbau einer Gesamtanlage bzw. eine Zusammenführung aus zwei bestehenden unvollständigen Teilanlagen. Diese Teilanlagen wiederum setzen sich aus einer Werkstück-Sortieranlage mit zwei separaten Einlagerungsmöglichkeiten und einem Hochregallager zur Aufbewahrung von Werkstücken zusammen. Hierbei werden die Werkstücke nach Farbe sortiert. Ein elektrischer, pneumatischer und mechanischer Umbau ist vorzunehmen.

Die Automatisierungsanlage soll mit jeweils einer SPS ET 200S erweitert und zeitgleich die Spannungsversorgung neu realisiert werden. Die Kommunikation der dezentralen Peripherien erfolgt über eine Haupt-SPS. Geplant ist, die Anlage zu programmieren und dann in Betrieb zu nehmen. Die Schule stellt finanzielle Mittel zur Verfügung, um die Projektbauteile zu erwerben, die nicht selber hergestellt werden können.

Aus der Ausgangslage ergibt sich folgende Problemstellung:

Beide Anlagen sind zusammenzufügen und auf eine Grundplatte zu montieren. Hierbei ist ein mechanisches Verbindungsstück herzustellen, welches die Teilanlagen verbindet. Zusätzlich sind Befestigungsmöglichkeiten der Anlage zu finden und zu erzeugen. Die Verdrahtung der Sensoren und Aktoren erfolgt mit der jeweiligen Peripherie (ET 200S), die sowohl über MPI als auch Ethernet angesteuert werden kann. Eine Spannungsversorgung in Verbindung mit der vorhandenen Motorsteuerplatine ist zu planen und umzusetzen.


Um den Rahmenbedingungen und der Problemstellung gerecht zu werden, ist folgendes Vorgehen geplant:

In der dreiwöchigen Planungsphase werden die Anlagen inspiziert und auf Vollständigkeit geprüft. Daraus ergibt sich eine Materialliste der benötigten Komponenten, die mit der Zielvorgabe durch den Auftraggeber abgestimmt wird.
Weitere benötigte Bauteile werden ermittelt und daraufhin erworben. Die jeweiligen Teile, die selbst zu fertigen sind, werden geplant.

Zu Beginn der Umsetzungsphase, die die Konstruktion und Montage beinhaltet, werden beide Teilanlagen komplett demontiert, da sie auf einer gemeinsamen Grundplatte zusammengefügt werden sollen. Beim Aufbau der Anlage werden mechanische Teile gefertigt, die zur Vervollständigung notwendig sind.

Beide Anlagen werden ausgerichtet und mit den gefertigten Teilen befestigt. Zusätzlich dazu werden die pneumatischen und elektrischen Elemente montiert und mit den vorgegebenen Bauteilen verdrahtet sowie angeschlossen. Die ET 200S kann nach diesen Arbeiten auf die Grundplatte montiert und mit den Sensoren und Aktoren verdrahtet werden. Die Neurealisierung der Spannungsversorgung erfolgt durch Spannungswandler, die von einem 24V-Netzteil gespeist werden, so dass die vierwöchige Umsetzungsphase abgeschlossen werden kann.

Die Programmierung wird mittels Simatic Step7 von der Firma Siemens durchgeführt. Abschließend soll die Automatisierungsanlage in Betrieb genommen und getestet werden.

Exposé in Englisch

Quellen:

Projektmappe von Vorgängerprojekt
Internet: Siemensausbildungsunterlagen
www.automation.siemens.com

Autoren:

Viktor Bär, Johannes Wahl, Timo Wachtel