Modell „Virtual Factory“ (Virtuelle Fabrik)

Leistungsumfang

Anlagenmodell

Das virtuelle Anlagenmodell Virtual Factory stellt eine Fabrik mit einer Vielzahl typischer Anlagenkomponenten dar, die über entsprechende Sensoren und Aktoren verfügen, welche wie „echte“ Sensoren und Aktoren von der LOGO! abgefragt und angesteuert werden können. Alternativ steht auch eine Modellvariante für das beliebte und preisgünstige Arduino-Board zur Verfügung (Video). Diese kann optional auch am IOT-2020-Modul von Siemens betrieben werden.

„Virtual Factory“-Anlagenmodell (Video)

In den nachfolgenden Abschnitten werden die einzelnen Anlagenkomponenten kurz vorgestellt.

Die Fabrikhalle selbst besteht aus zwei Geschossen mit einem Zugang über ein Rolltor im Untergeschoss. Das Rolltor kann über zwei Motorschütze (Q3 und Q4) geöffnet bzw. geschlossen werden. Dazu dient der Schlüsseltaster S3 bzw. der Funktaster S22. Die Endschalter B3 bzw. B4 (Schließer) zeigen an, dass das Tor vollständig geschlossen bzw. geöffnet ist. Bei geöffnetem Tor ist aus Sicherheitsgründen eine Lichtschranke B5 aktiv, die bei Unterbrechung logisches 0-Signal liefert. Die Unterbrechung der Lichtschranke kann über den Taster mit dem Blitz-Symbol simuliert werden.

Im Untergeschoss links befindet sich ein Hochregallager, das über eine Hebebühne zugänglich ist. Die Hebebühne kann über die Motorschütze Q1 bzw. Q2 gehoben bzw. gesenkt werden. Die Steuerung erfolgt über die Taster S1, S2 und S21. Die Endschalter B1 und B2 (Öffner) zeigen an, dass die Plattform am oberen bzw. unteren Endpunkt angekommen ist. Bei Überlastung des Motors löst das Motorschutzrelais F1 (Öffner) aus. Dies kann über den Schalter mit dem Blitz-Symbol simuliert werden.

Ein Lastenaufzug im rechten Teil der Fabrikhalle ermöglicht den Transport von Material zwischen beiden Geschossen. Die Aufzugtüren in beiden Geschossen können jeweils über ein Paar von Motorschützen (Q7/Q8 bzw. Q9/Q10) verfahren werden. Zwei Endschalter (B6/B7 bzw. B10/B11) liefern jeweils logisches 1-Signal, wenn die Tür komplett geschlossen bzw. geöffnet ist. In beiden Türen befinden sich aus Sicherheitsgründen Lichtschranken (B8 bzw. B12), die bei Unterbrechung logisches 0-Signal liefern. Das Unterbrechen einer Lichtschranke kann über die Taster mit dem Blitz-Symbol simuliert werden. Über die Motorschütze Q5 und Q6 wird der Fahrkorb des Aufzugs in Bewegung gesetzt; die Endschalter B9 bzw. B13 zeigen durch logisches 1-Signal an, dass die untere bzw. obere Endposition erreicht ist. Die Steuerung erfolgt über die Taster S4/S5 bzw. S6/S7 für Aufwärts- bzw. Abwärtsfahrt. Die Kontrollleuchten P1 und P2 zeigen an, dass der Aufzug für Aufwärts- bzw. Abwärtsfahrt angefordert wurde. Über den Taster S8 schließlich ist ein Rücksetzen der Aufzugsteuerung möglich.

Im mittleren Teil des Obergeschosses befindet sich eine Presse, die über eine Zweihandbedienung gesteuert wird. Das Absenken der Presse erfolgt über Schütz Q11 und wird über die beiden Taster S14 und S15 ausgelöst.

Im Obergeschoss links befindet sich ein Tauchbad. Horizontal- und Vertikalzylinder können durch logisches 1-Signal an den Magnetspulen M1 bzw. M2 ausgefahren werden. Die Endschalter B14/B15 bzw. B16/B17 (Schließer) zeigen an, dass der jeweilige Zylinder komplett ein- bzw. ausgefahren ist. Das Starten eines Tauchvorgangs erfolgt über Taster S16 (Schließer), das Rücksetzen der Anlage über Taster S17 (Öffner). Über den Einsteller S26 kann die gewünschte Anzahl von Tauchvorgängen vorgegeben werden. Die Temperatur im Tauchbecken kann geregelt werden. Dazu ist die Heizwendel E1 stufenlos ansteuerbar, ein Digitalwert von 1000 entspricht 100 % Heizleistung. Die Solltemperatur kann über den Sollwerteinsteller S20 vorgegeben werden, die Isttemperatur wird über den Temperatursensor B20 erfasst. In beiden Fällen entspricht eine Temperatur von 100 °C einem Digitalwert von 1000.

An den Decken von Unter- und Obergeschoss befinden sich Deckenleuchten E2, die über drei Schalter (S9, S10, S11) und einen Taster (S28) ein- und ausgeschaltet werden können.

Zur Belüftung der Halle dient ein Lüfter G1, der im Untergeschoss angebracht ist. Der Drehzahl des Lüfters kann stufenlos variiert werden, wobei ein Digitalwert von 1000 der Maximaldrehzahl von 100 % entspricht. Die Steuerung der Drehzahl erfolgt über die Tipptaster S18 und S19. Da die Drehzahl des Lüfters im Anlagenmodell nur unzureichend animiert werden kann, wird der Drehzahlwert zusätzlich auf einer Balkenanzeige links neben den Tipptastern und einer darüberliegenden Digitalanzeige dargestellt.

Weiterhin befinden sich im Untergeschoss ein Leuchtmelder P0 sowie ein Quittiertaster S23.

Für die zentralen Steuerungsfunktionen besitzt die Anlage einen Schaltschrank, der in der linken oberen Ecke des Anlagenmodells dargestellt ist. Im Schaltschrank befinden sich der Schlüsselschalter S0, Schalter S11 für die Innenbeleuchtung, Schalter S12 für die Außenbeleuchtung (jeweils Schließer) sowie der Not-Aus-Taster S13 (Öffner). Zudem enthält er einen Betriebsartenschalter (S27) und eine Betriebsdaueranzeige (P5) mit Reset-Taster (S24).

Zur Beleuchtung der Zufahrt zur Fabrikhalle steht eine Außenlampe E3 zur Verfügung. Die Aktivierung der Außenbeleuchtung kann wahlweise manuell über Schalter S12 im Schaltschrank, in Abhängigkeit von der Außenhelligkeit oder über einen Bewegungsmelder erfolgen. Zur Erfassung der Außenhelligkeit steht ein Lichtsensor B21 zur Verfügung, der bei maximaler Außenhelligkeit von 100 % einen Digitalwert von 1000 liefert. Im Modell kann die Außenhelligkeit über einen entsprechenden Schieberegler variiert werden. Der Bewegungsmelder B22 kann über einen entsprechenden Taster im Modell ausgelöst werden.

Zur Erfassung der zu- und abfahrenden Fahrzeuge dienen zwei Lichtschranken B18 und B19, die bei Unterbrechung logisches 0-Signal liefern. Über die beiden Taster mit den Pfeil-Symbolen können zu- und abfahrende Fahrzeuge simuliert werden. Die Leuchtanzeigen P3 und P4 signalisieren, ob ein zu- oder abfahrendes Fahrzeug erkannt wurde. Anzeige P6 dient zur Ausgabe von Zahlwerten und kann über den Taster S25 zurückgesetzt werden.

Lehrbuch „Einführung in die Programmierung der LOGO!“

Der Fokus des zugehörigen, Lehrbuchs „Einführung in die Programmierung der LOGO!“ liegt auf der Programmierung der LOGO! in der sogenannten Funktionsbausteinsprache (häufig auch als Funktionsplan bezeichnet), einer grafisch orientierten, intuitiven und leicht erlernbaren Programmiersprache, wie sie in ähnlicher Form auch auf allen größeren Steuerungen wie beispielsweise der S7-Baureihe von Siemens zu finden ist. Im Gegensatz zum Kontaktplan, ebenfalls eine Standard-Programmiersprache für SPS und auch Bestandteil von LOGO!Soft Comfort, besitzt die Funktionsbausteinsprache einen höheren Abstraktionsgrad und erleichtert dem Programmieranfänger daher den Einstieg, während der an elektrische Stromlaufpläne angelehnte Kontaktplan typischerweise eher für Anwender mit einer ausgeprägten Affinität zur Elektrotechnik bevorzugt wird.

Obwohl LOGO!Soft Comfort sehr weitreichende Möglichkeiten bietet, ein erstelltes Programm vor der Inbetriebnahme an der realen Anlage zunächst einmal im Simulationsmodus zu testen, ist diese Vorgehensweise für einen Einstieg in die Programmierung recht ineffizient und „öde“. Daher wird im Rahmen des Buches auf das oben beschriebene virtuelle Anlagenmodell einer Fabrik zurückgegriffen, welches eine Vielzahl von technischen Komponenten (Hebebühne, Presse, Lastenaufzug, …) enthält, die sich wie die realen Einrichtungen über die LOGO! steuern lassen. Damit können alle erarbeiteten Beispielprogramme sehr praxis- und realitätsnah ausgetestet werden, ohne dass tatsächlich auch nur eine einzige Leitung verlegt oder ein einziger Sensor oder Aktor mit der LOGO! verbunden werden muss. Das erstellte Steuerprogramm läuft dabei aber nicht im Simulationsmodus von LOGO!Soft Comfort, sondern auf der LOGO! selbst, und verhält sich damit exakt so wie später im Einsatz an der realen Anlage. Das Lehrbuch umfasst 300 Seiten (Inhalt).

Videos

	Modell „Virtual Factory“ mit Arduino
	Modell „Virtual Factory“ für Siemens LOGO! (0BA8)

Preise

Preis(e) netto zuzüglich Mehrwertsteuer

* jeweils incl. eines Lehrbuchs

Lehrbuch ohne Anlagenmodell netto EUR 25,00 zuzüglich Mehrwertsteuer

Zur Modellvariante für den Arduino bzw. das IOT-2020 wird eine umfangreiche Sammlung von Programmieraufgaben samt Musterlösungen geliefert.

Bitte Schnittstelle – LOGO!-Baureihe oder Arduino – angeben!

Auf Anfrage bieten wir dieses Prozessmodell auch für andere Schnittstellen an.