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Thema: Automatisierung eines Suhauses

  1. #1
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    Hallo zusammen ich bin neu hier im Forum

    Auch auf dem Gebiet der Automatisierung bin ich ein relativer Neuling.

    Zum Thema, ich wollte ein Suhaus automatisieren. Dabei läuft die Steuerung bis jetzt über einen Schaltschrank, bei dem durch Taster zB die verschiedenen Heizzonen ein bzw ausgeschaltet werden. Die Taster öffenen dann ein Dampfventil ganz und dadurch wird die Pfanne beheizt.

    Ich habe in Weihenstephan Brauwesen und Getränketechnologie studiert und habe als Wahlpraktikum ein Automatisierungspraktikum belegt. Leider war dieses Praktikum nicht so lehrreich wie ich erhoft habe. Da die Automatierung in allen Brauereien standart ist interessiert es mich auch persönlich.

    Zu erst wollte ich wissen was für ein Modul ich brauche, ich würde es am liebsten bei ebay ersteigern, gibt es da gute gebrauchte Module?

    Für das entsprechende Modul solltet ihr wahrscheinlich wissen was ich alles machen möchte. Es sollte eine Schrittschaltung sein, die über Zeit, Temperatur und Füllstand abläuft.

    Ich hof ihr versteht was ich meine und stellt mir die Fragen was ich alles nachschaun soll und euch an Daten liefern soll.

    Was ich vom Praktikum noch bekommen habe ist die Software für die Programmierung mit einer Laufzeit ivon einem Jahr nach Aktivierung. Ist noch nicht aktiviert.

    Besten Dank schonmal und ein schönes Wochenende
    Zitieren Zitieren Automatisierung eines Suhauses  

  2. #2
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    Als Erstes frage ich mich als Laie: Was ist ein Suhaus? (Da es um Brauerei geht, hast Du vlt. gleich 2x ein d vergessen?)

    Dann zum "Modul", die Standardprozedur:
    Wieviele digitale Eingänge wirst Du benötigen (Taster, Schalter u.ä.)?
    Wieviele digitale Ausgänge (Schütze, Relais, Magnetventile u.ä)
    Wieviele analoge Eingänge (Temperatur-, Drucksensoren u.ä.) und welcher Art (PT100, 4-20mA, 0-10V, ...)
    Wieviele analoge Ausgänge (weiß grad nicht wofür, hab' ich persönlich noch nicht benutzt)
    Brauchst Du eventuell schnelle Zähler?
    Soll irgend ein HMI angeschlossen werden?
    Benötigst Du Kommunikation zu einem PC (also wenn die Anlage läuft; für die IBN ist klar) oder anderswo hin?

  3. #3
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    Stimmt hab ich zweimal vergessen, sorry

    Also es handelt sich um eine kleine Brauerei in der das Sudhaus automatisiert werden soll.


    Wieviele digitale Eingänge wirst Du benötigen (Taster, Schalter u.ä.)?

    Weiß ich nicht, da ich gerne neben der S7 auch den Schaltschrank weiter funktionsfähig halten möchte wenn das möglich ist. Da ich auch nicht
    weiß ob meine Automatisierung von heute auf morgen funktioniert.

    Ausserdem sind an den Magnetventilen und auch sonst keine Inis installiert. Ohne diese Inis sollte ein Modul für digitale Eingänge reichen.

    Wieviele digitale Ausgänge (Schütze, Relais, Magnetventile u.ä)

    Es sind 12 Magnetventile installiert in der jetzigen Anlage
    Über 3 Taster am Schaltschrank ( Aus - Stufe 1 - Stufe 2) kann das Rührwerk der ersten Pfanne gesteuert werden
    Das Rührwerk (Hackwerk) der zweiten Pfanne kann über 4 Taster am Schaltschrank gesteuert werden ( Aus - Stufe1 - Stufe 2 - Stufe 3)
    Es gibt noch zwei Pumpen. Eine läuft nur über ein und aus und wird auch über den Schaltschrank bedient. Die zweite Pumpe wird am
    Schaltschrank eingeschalten und dann per externen Potentiometer in der Geschwindigkeit verstellt. Diese Pumpe wird immer beim anfahren auf
    langsamer Stufe gefahren und dann auf eine konstante Drehzahl eingestellt.

    Wieviele analoge Eingänge (Temperatur-, Drucksensoren u.ä.) und welcher Art (PT100, 4-20mA, 0-10V, ...)

    Pro Pfanne gibt es einen PT100 Temperatursensor, die Ihre Werte an dem Schaltschrank digital anzeigen.
    In beiden Pfannen brauch ich noch einen Füssstandssensor, der nicht installiert ist, der aber für die Automatisierung dringend notwendig ist.
    Ausserdem brauch man für den Läuterprozess einen Drucksensor. Beim Läutern bildet sich aus den festen Bestandteilen den Malzes eine
    Filterschicht. Wenn der Durchfluss hinter der Filterschicht zu groß ist zieht sich die Filterschicht zu stark zusammen und es kann nichts mehr
    durchlaufen, dadurch muss der Druck vor und hinter der Filterschicht überwacht werden. Der Drucksensor ist noch nicht installliert ist aber
    auch noch nachzurüsten

    Wieviele analoge Ausgänge (weiß grad nicht wofür, hab' ich persönlich noch nicht benutzt)


    Fällt mir auch nichts dazu ein


    Brauchst Du eventuell schnelle Zähler?

    Nein läuft alles im min Bereich ab

    Soll irgend ein HMI angeschlossen werden?

    Ja ich würde gern ein ca. 10" Touch Panel in den Schaltschrank einbauen für die Bedieung

    Benötigst Du Kommunikation zu einem PC (also wenn die Anlage läuft; für die IBN ist klar) oder anderswo hin?

    Ist nich zwingend erforderlich wäre aber schön wenn es machbar wäre und auch praktisch für mich.



    Ich hof ich hab die Fragen einigermassen beantworten können.

    Besten Dank

  4. #4
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    Hallo,
    so wie das klingt, möchtest Du ohnehin ein Backup bei Problemen mit der Steuerung. Für einen Profi als Auftragnehmer in der Automatisierung ist dieser Gedankengang, wie soll ich schreiben, eher abwegig. Daher mal so als Ansatz von mir für ein Experimentierumfeld, welches "wachsen" kann. Automatisierungssysteme sind stark modular. Nun, wo fängt man an, eine geeignete Steuerung wäre für mich eine S7-200, heute nimmt man eine 1200 (wobei die 200 auch Ihren Charme für Dich hätte).
    Dazu einen hinreichend großen Schrank, der genügend Platz für Erweiterungen bietet. Dann würde ich an Deiner Stelle Grundfunktionen hernehmen, also Steuerzeiten für Ventile, Rührwerke etc. und beginnen mit geeigneter Hardware den Prozeß teilzuautomatisieren.
    Dabei lernst Du Deine SPS kennen, ihre Reaktionen, den Prozeß aus der Sicht des Automatisierungssystems und was Du so noch brauchst. Der Rest ist dann Geschichte.
    HMI, es gibt Touchpanels mit Webserver, da kannst Du direkt mit dem PC dran und bist glücklich.

    Gruß
    Mario

  5. #5
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    Ich denke dabei eher an eine S7 der 300er Serie.

  6. #6
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    Hallo bier1903!

    Erst einmal Herzlich willkommen im Forum!

    Was Deine benötigte Hardware betrifft, würde ich Dir als CPU eine 315-2 PN/DP vorschlagen,
    da die Kompakt-CPUs aufgrund der Menge Deiner E/A's ausscheiden, und Du auch ein Touch
    und einen PC anschliessen willst.
    Den Schaltschrank kannst Du zum Bedienen der Ventile/Motoren weiter benutzen, aber dafür
    brauchst Du dann eine paar Digitale Eingänge mehr, und es ist etwas mehr Programmieraufwand.
    Die Steuerung der Ausgänge kann dann nur noch über die SPS erfolgen.
    Da es keine Ini's etc. gibt, brauchst Du die Digitalen Eingänge nur zum Abfragen der Taster:
    12 Eingänge für die Magnetventile
    3 Eingänge für das Rührwerk in der Maischepfanne
    1 Eingang für die Maischepumpe
    4 Eingänge für das Hackwerk im Läuterbottich (Wie steuerst Du die Hackwerkhöhe und das Austrebern?)
    1 Eingang für die Läuterpumpe
    Was ist mit der Würzepumpe? Oder hast Du ein 2-Geräte-Sudhaus?
    => Macht min. 21 Eingänge => 2 x SM 321 (16 DE, DC24V)
    Für die digitalen Ausgänge (bei dem Mengengerüst min. 19) => 2 x SM 322 (16 DA, DC24V, 0,5 A)
    Dann Sind da noch die analogen Eingänge:
    2 x PT 100
    2 x Füllstand
    2 x Druck (für Differenzdruckmessung)
    1 x Geschwindigkeit Läuterpumpe (Poti)
    => 7 Analogeingänge => 1 x SM 331 (8AE, 13 Bit, U/I/Widerstand)
    Für die analogen Ausgänge:
    2 x Anzeige Temperatur
    1 x Geschwindigkeit Läuterpumpe
    => 3 Analogausgänge => 1 x SM 332 (4 AA, welche genau hängt von den Tempeaturanzeigen ab)

    Dazu kommen dann noch Profilschiene, Stromversorgung und Busverbinder.
    Damit solltest Du alles an SPS-Hardware haben, was Du brauchst.

    Dann kommt natürlich auch noch Dein Touch (und die Software für dir Programmierung) und Dein PC dazu.

    Für Dein Programm schlage ich vor, dass Du für die Ventile/Motoren einen Baustein schreibst, der unterscheiden
    kann zwischen Automatikbetrieb, Handbetrieb (über die Visu) und Vor-Ort-Betrieb (Bedienung vom Schaltschrank).

    Für das Programm selbst kannst Du ja einen DB fürs Rezept anlegen (bei mehreren Biersorten entsprechend viele),
    in denen Du die Weiterschaltbedingungen und Sollwerte für Deine Schrittketten ablegen kannst.
    Dann würde ich 3 Schrittketten anlegen: Maischen (Wasser vorlegen, Einmaischen, Aufheizen, Rast und Abmaischen),
    Läutern (Wasser vorlegen, Vorderwürze, Nachguss und Austrebern) und Würzekochen (Pfanne füllen, Aufheizen, Kochen,
    Jod-Probe, Nachkochen und Ausschlagen). Für die Geschwindigkeitsregelung kannst Du den Baustein "CONT_C" und für
    die Temperaturregelung den "CONT_S" benutzen.

    Ich wünsche Dir viel Erfolg bei Deinem Projekt!

    Grüße
    Gebs

  7. #7
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    Zitat Zitat von bier1903 Beitrag anzeigen
    Stimmt hab ich zweimal vergessen, sorry

    Also es handelt sich um eine kleine Brauerei in der das Sudhaus automatisiert werden soll.
    ...
    OK, gleich zweimal - hätt' auch was mir unbekanntes sein können.



    Zitat Zitat von bier1903 Beitrag anzeigen
    ...
    Weiß ich nicht, da ich gerne neben der S7 auch den Schaltschrank weiter funktionsfähig halten möchte wenn das möglich ist. Da ich auch nicht weiß ob meine Automatisierung von heute auf morgen funktioniert.
    Wird sicher schwierig und erhöht den Aufwand sehr.

    Im Normalfall simulierst Du CPU sowie Ein-/Ausgänge am PC, um Dein Projekt so weit wie möglich zu optimieren und baust dann die Schaltung von konventionell auf SPS um. So sparst Du Dir den Aufwand für den Paralellbetrieb.
    Apropo simulieren, welche Software hast Du überhaupt und was beinhaltet sie alles?



    Zitat Zitat von bier1903 Beitrag anzeigen
    ...
    Wieviele digitale Eingänge wirst Du benötigen (Taster, Schalter u.ä.)?

    Ausserdem sind an den Magnetventilen und auch sonst keine Inis installiert. Ohne diese Inis sollte ein Modul für digitale Eingänge reichen.

    Wieviele digitale Ausgänge (Schütze, Relais, Magnetventile u.ä)

    Es sind 12 Magnetventile installiert in der jetzigen Anlage
    Über 3 Taster am Schaltschrank ( Aus - Stufe 1 - Stufe 2) kann das Rührwerk der ersten Pfanne gesteuert werden
    Das Rührwerk (Hackwerk) der zweiten Pfanne kann über 4 Taster am Schaltschrank gesteuert werden ( Aus - Stufe1 - Stufe 2 - Stufe 3)
    Es gibt noch zwei Pumpen. Eine läuft nur über ein und aus und wird auch über den Schaltschrank bedient. Die zweite Pumpe wird am
    Schaltschrank eingeschalten und dann per externen Potentiometer in der Geschwindigkeit verstellt. Diese Pumpe wird immer beim anfahren auf
    langsamer Stufe gefahren und dann auf eine konstante Drehzahl eingestellt.

    Wieviele analoge Eingänge (Temperatur-, Drucksensoren u.ä.) und welcher Art (PT100, 4-20mA, 0-10V, ...)

    Pro Pfanne gibt es einen PT100 Temperatursensor, die Ihre Werte an dem Schaltschrank digital anzeigen.
    In beiden Pfannen brauch ich noch einen Füssstandssensor, der nicht installiert ist, der aber für die Automatisierung dringend notwendig ist.
    Ausserdem brauch man für den Läuterprozess einen Drucksensor. Beim Läutern bildet sich aus den festen Bestandteilen den Malzes eine
    Filterschicht. Wenn der Durchfluss hinter der Filterschicht zu groß ist zieht sich die Filterschicht zu stark zusammen und es kann nichts mehr
    durchlaufen, dadurch muss der Druck vor und hinter der Filterschicht überwacht werden. Der Drucksensor ist noch nicht installliert ist aber
    auch noch nachzurüsten

    Wieviele analoge Ausgänge (weiß grad nicht wofür, hab' ich persönlich noch nicht benutzt)


    Fällt mir auch nichts dazu ein ...
    Is' ja doch einiges. Ich fang' mal an, 'ne Liste aufzustellen, mit der eigentlich immer alles anfängt.
    Bitte vervollständigen/korrigieren:
    Code:
    DI:
    E0.0 Pfanne 1 - AUS
    E0.1 Pfanne 1 - STUFE 1
    E0.2 Pfanne 1 - STUFE 2
    E0.3 Pfanne 2 - AUS
    E0.4 Pfanne 2 - STUFE 1
    E0.5 Pfanne 2 - STUFE 2
    E0.6 Pfanne 2 - STUFE 3
    E0.7 Pumpe 1 - AUS
    E1.0 Pumpe 1 - EIN
    E1.1 Pumpe 2 - AUS
    E1.2 Pumpe 2 - EIN
     
    DO:
    A0.0 Pfanne 1 - Stufe 1
    A0.1 Pfanne 1 - Stufe 2
    A0.2 Pfanne 2 - Stufe 1
    A0.3 Pfanne 2 - Stufe 2
    A0.4 Pfanne 2 - Stufe 3
    A0.5 Pumpe 1
    A0.6 Pumpe 2
    A0.7 Magnetventil 1
    A1.0 Magnetventil 2
    A1.1 Magnetventil 3
    A1.2 Magnetventil 4
    A1.3 Magnetventil 5
    A1.4 Magnetventil 6
    A1.5 Magnetventil 7
    A1.6 Magnetventil 8
    A1.7 Magnetventil 9
    A2.0 Magnetventil 10
    A2.1 Magnetventil 11
    A2.2 Magnetventil 12
    
    AI:
    AEW0  Pfanne 1 - Temperatur PT100 
    AEW2  Pfanne 2 - Temperatur PT100 
    AEW4  Pfanne 1 - Füllstand 
    AEW6  Pfanne 2 - Füllstand 
    AEW8  Pfanne 1 - Druck 1 
    AEW10 Pfanne 1 - Druck 2 
    AEW12 Pfanne 2 - Druck 1 
    AEW14 Pfanne 2 - Druck 2 
    AEW16 Pumpe 2  - Sollwert Geschwindigkeit
    
    AO:
    AAW0 Pfanne 1 -Temperaturanzeige
    AAW2 Pfanne 2 -Temperaturanzeige
    AAW4 Pumpe 2 - Geschwindigkeit
    Dementsprechend muß Deine CPU über digitale und analoge Ein- bzw. Ausgänge (momentan 11 DI, 19 DO, 9 AI, 3 AO) verfügen. Was diese (noch) nicht hat, musst Du dann über Erweiterungsmodule bereit stellen.
    Eventuell entfallen auch einige Ein-/Ausgänge, weil diese dann nur noch über das HMI eingegeben/bedient/angezeigt werden (sollen).



    Zitat Zitat von bier1903 Beitrag anzeigen
    ...
    Brauchst Du eventuell schnelle Zähler?

    Nein läuft alles im min Bereich ab

    Soll irgend ein HMI angeschlossen werden?

    Ja ich würde gern ein ca. 10" Touch Panel in den Schaltschrank einbauen für die Bedieung

    Benötigst Du Kommunikation zu einem PC (also wenn die Anlage läuft; für die IBN ist klar) oder anderswo hin?

    Ist nich zwingend erforderlich wäre aber schön wenn es machbar wäre und auch praktisch für mich.
    ...
    Da würde sich dann die Frage nach dem zu verwendenden Bus ergeben. Leider hab' ich mich bis jetzt damit nur sehr rudimentär beschäftigt (war bei mir immer vorgegeben), so dass ich Dir da nicht unbedingt weiter helfen kann.

    Ich denke mal, dass Du auf eine 300er Siemens-CPU zurück greifen willst/wirst oder reicht Dir z.B. auch 'ne S7-1200?
    In diesem Zusammenhang, hast Du überhaupt schon etwas oder brauchst Du alles neu?
    S7-300 ist wahrscheinlich "etwas" teurer, aber dafür sind auch die Möglichkeiten größer.
    Geändert von hucki (22.01.2012 um 23:59 Uhr)

  8. #8
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    Hallo,
    ich denke das die 1200 reicht, da ist nichts zeitkritisches dabei, Grenzen kann wahrscheinlich nur die Anzahl der E/As setzen und das Programm - irgendwo ist das eine überschaubare Ablaufsteuerung.
    Klar ist eine 300 eleganter und schöner, aber mal wirtschaftlich gedacht ist das für diesen Zweck einfach oversized.

    Gruß
    Mario

  9. #9
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    Zitat Zitat von mariob Beitrag anzeigen
    Hallo,
    ich denke das die 1200 reicht, da ist nichts zeitkritisches dabei, Grenzen kann wahrscheinlich nur die Anzahl der E/As setzen und das Programm - irgendwo ist das eine überschaubare Ablaufsteuerung.
    Klar ist eine 300 eleganter und schöner, aber mal wirtschaftlich gedacht ist das für diesen Zweck einfach oversized.

    Gruß
    Mario
    Das mag stimmen, doch die 1200 ist in meinen Augen keine echte S7.
    Für eine echte S7 gibt es mehr fertige Bausteine und Beispielprogramme und auch besseren Support.
    Weißt du was noch dazu kommt und vielleiucht später gebraucht wird?
    Und wenn er eine Entwicklungsumgebung für S7/300 und auch Grundkenntnisse hat, warum nicht?
    Bei der Hardware sparen ist oft das falsche Eck, nach meiner Erfahrung.


    bike

  10. #10
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    Hallo,
    @bike, ich bin schon auf der Seite eine 300 nehmen zu können, so wie das klingt ist das aber nicht zwingend nötig. Kann ja auch sein, das der Kollege merkt das er das ganze nicht will. Und da sollte man die Kirche im Dorf lassen (die 200 ist ja erst recht keine S7, obwohl auch sehr schön).
    Alternativ kann man ja auch über die 300 kompatiblen Vipas nachdenken, und deren Mhj Programmiersystem kostet ja auch nicht die Welt.
    Und dann gibt es ja auch noch Codesys und die passenden Steuerungen dazu, das ist zur Zeit schon fast eine Epidemie.

    Gruß
    Mario

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