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Thema: Zug/Druck Pruefung mit S7-1200 & TIA Portal

  1. #1
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    Hallo,

    ich bin im Forum und Bereich SPS ein Neuling. Mit der Programmierung von Microcontrollern hingegen habe ich bereits Erfahrung gesammelt. Ich hoffe, dass mir jemand weiterhelfen kann.

    Aufgabe/Anforderungen:
    Die Aufgabe ist ein funktionierender Pruefstand, der Pruefkoerper auf Zug und Druck mit einer bestimmten Kraft z.B. 1000N belasten soll.
    Die Kraftaufbringung soll regelmaessig im Intervall von z.B. 5Hz erfolgen.
    Das Werkstueck wird mit z.B. 1000 Zyklen geprueft.
    Wenn ein Versagen davor eintritt, soll die Maschine stoppen.
    Es sollen Kraft und Weg in einem Diagramm ausgegeben werden.

    Ziel: mit einem Knopfdruck soll eine Messung von 1000 Durchgängen starten.

    Komponenten:
    Der Pruefstand besteht aus zwei zweifachwirkenden Pneumatikzylindern, welche jeweils mittels 5/3 Magnetventil und 5/3 Proportionalventil gesteuert werden.
    Zwei Kraftmessdosen sollen die aufgebrachte Kraft am Pruefteil messen und ueberwachen.
    zwei Wegmesssysteme sollen erkenne, wann Zylinder1 und wann Zylinder 2 ein bzw. ausgefahren ist.

    meine Frage:
    kann ich der SPS sagen, dass Sie mit den Zylindern so lange ausfahren soll bis 1000N an der Kraftmessdose anliegen und danach wieder einfahren? und diesen Vorgang alle 0,2 Sekunden fuer 1000 Zyklen wiederholt?
    Und wenn die Kraft ploetzlich kleiner wird (weil die Probe gebrochen ist), die SPS stoppt?

    Da ich noch eine Anfänger im Umgang mit der SPS Steuerung bin, wuerde ich mich ueber Unterlagen (Videos, Skripte, Beispiele) freuen, die mir die Grundlagen des TIA Portals erklaeren wuerde. Wobei Grundlagen wie Geraetekonfiguration, Und/oder, S/R, SR/RS, Timer, Counter schon erarbeitet wurden.
    Mir ist im Moment nur nicht klar, wie man Zyklische Ablaeufe Programmiert.

    Ich hoffe, dass ich mich verständlich genug ausgedrueckt habe. ansonst einfach nachfragen

    LG
    Geändert von huk (05.02.2019 um 13:54 Uhr)
    Zitieren Zitieren Zug/Druck Pruefung mit S7-1200 & TIA Portal  

  2. #2
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    Der Ablauf ist grundsätzlich kein Problem, und für die meisten hier sicher ne leichte Aufgabe.
    Aber du schreibst 5 Hz / 2 sec. - 5 Hz wären aber 0,2 sec, das kann für eine SPS evtl. schon zu schnell sein. Andererseits glaube ich aber nicht das du mit einem Pneumatikzylinder solche Taktzeiten hinbekommst...

  3. #3
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    Danke für den Hinweis. Ich meine natürlich 0,2s!

    Die Taktzeit von 5Hz waren nur ein Beispiel. Tatsächlich werden wir uns zwischen 3-4Hz bewegen und dies wurde bezüglich des Pneutikzylinders schon abgeklärt- der schafft das.
    Ob die SPS das auch schafft, muss noch abgeklärt werden.

  4. #4
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    Hier nochmal eine Überlegung von mir:

    Bevor der eigentliche Prüfablauf mit den 1000 Zyklen beginnt, findet ein Initialisierungslauf statt.

    bei diesem wird die Zylinderkraft über das Proportionalsventil schrittweise erhöht, bis die Kraftmesszelle die gewünschten Newton am Pruefkoerper misst (z.b.: 1000N).
    Das Proportionalventil erhaelt ueber die Wegsensoren eine schrittweise Wegänderung/Spannungsänderung und erhöht somit die Zylinderkraft schrittweise.

    Sobald dann das Proportionalventil den richtigen Druck liefert, bleibt dieses so eingestellt! und die Zylinder fahren jeweils so lange aus, bis die Kraftmessdose die 1000N messen. (mit einer Schwankung von +-5%). Wenn die Zylinder komplett ausfahren (also ihre Endlage erreichen), kann davon ausgegangen werden, dass das Werkstueck defekt ist und die Messung wird abgebrochen.


    Ist meine Denkweise korrekt oder bin ich komplett auf dem Irrweg?

    LG

  5. #5
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    Du steuerst ja nicht wirklich eine Ktaft auf dem Zylinder an sondern über das Prop-Ventil einen Druck. Hier solltest du m.E. auf jeden Fall einen Druck freischalten, der mehr als 1kN bewirken würde (also z.B. nicht 4 bar sondern dann 5 bar). Dies über eine Kontrollmessung zu ermitteln halte ich für unnötig, da für deinen Zylinder ja eine Druck-Kraft-Proportionalität angegeben ist - also z.B. 2kN bei 6bar - dieser Zylinder würde dann eben bei 3 bar Druck nur noch 1kN leisten (usw.).

    Ob dieser Prüfstand die gewünschten Spezifikationen erfüllt traue ich mich nicht aussagen zu wollen - Vergleichbares habe ich bisher IMMER mit Servo-Motoren (erfolgreich) realisiert.
    Was willst du denn eigentlich prüfen ?
    Als SPS würde für mich (bei dieser Anforderung) keine 1200 in Frage kommen - ich würde hier mit einer performanten 300er (also z.B. 317) oder einer entsprechenden 1500er (also z.B. 1516) einsteigen ...

    Gruß
    Larry

  6. #6
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    Hallo Larry,

    also die reine Steurung über das Proportionalventil ist nicht möglich, da man sicher sein muss, dass auch wirklich die im Zylinder erzeute Kraft am Pruefstueck ankommt. Außerdem ist nicht bekannt wie weit der Zylinder ausfahren muss - daher muss die Kraftmessdose der SPS sagen können, wann der Zylinder die Kraft am Pruefstueck aufgebracht hat und dann soll er wieder einfahren.

    Geprüft werden Rohre verschiedenem Durchmesser (= Biegung eines einfachen Balkens & 2 Punkt Biegeversuch) mit einer Frequenz von 3Hz und 100.000 Wiederholungen sind angepeilt.

    Ein alter Prüfstand der ähnlich Funktioniert existiert bereits, der wurde jedoch mit dem alten Step7 programmiert und einer alten VIPA 314-6CF01.

    LG

  7. #7
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    Du hast mich "ein bißchen" missverstanden ...
    Was ich sagen wollte war :
    - wenn du 1kN messen willst dann mußt du dem Zylinder den Druck für z.B. 1,2 kN zur Verfügung stellen. Deine Kraftmessdose soll natürlich dann die Kraft am Werkstück messen
    - ich würde den Druck nicht schrittweise erhöhen sondern komplett zur Verfügung stellen und aber den Durchfluss begrenzen - das würde sich am Werkstück/Prüfling dann wie ein kontinuierlicher Anstieg auswirken
    - wenn dein "alter" Prüfstand jetzt mit der genannten VIPA läuft dann ist das Ding auf alle Fälle so performant wie die von mir genannten Steuerungen - also wesentlich performanter als die von dir angedachte 1200
    - für deine Messung/Prüfung mußt du dir überlegen, was die Führungsgröße sein soll - für mich wäre das der Weg und die Kraft in Abhängigkeit davon. Soll heißen : erreichst du z.B. 2mm Weg am Prüfling bevor du die 1kN Kraft erreichst dann ist der Prüfling gebrochen/NIO.

    Gruß
    Larry
    Geändert von Larry Laffer (06.02.2019 um 09:17 Uhr)

  8. #8
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    Noch mal kurz zum Verständnis:
    Die jeweils zwei Zylinder, Druck- und Wegsensoren ergeben eigentlich zwei voneinander unabhängige Systeme, die vielleicht nur synchron gesteuert werden? Oder ist ein Zylinder für die Druck- und der andere für die Zugstufe da? Und ein Zyklus (200ms) umfasst einen Zug und einen Druck, also hat man nur 100ms für eine Richtung?
    Da muß man sich ja schon mal Gedanken um die Wandlungszeiten der Analogbaugruppen machen ^^

  9. #9
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    Zitat Zitat von Larry Laffer Beitrag anzeigen
    Du hast mich "ein bißchen" missverstanden ...
    Was ich sagen wollte war :
    - wenn du 1kN messen willst dann mußt du dem Zylinder den Druck für z.B. 1,2 kN zur Verfügung stellen. Deine Kraftmessdose soll natürlich dann die Kraft am Werkstück messen
    - ich würde den Druck nicht schrittweise erhöhen sondern komplett zur Verfügung stellen und aber den Durchfluss begrenzen - das würde sich am Werkstück/Prüfling dann wie ein kontinuierlicher Anstieg auswirken
    - wenn dein "alter" Prüfstand jetzt mit der genannten VIPA läuft dann ist das Ding auf alle Fälle so performant wie die von mir genannten Steuerungen - also wesentlich performanter als die von dir angedachte 1200
    - für deine Messung/Prüfung mußt du dir überlegen, was die Führungsgröße sein soll - für mich wäre das der Weg und die Kraft in Abhängigkeit davon. Soll heißen : erreichst du z.B. 2mm Weg am Prüfling bevor du die 1kN Kraft erreichst dann ist der Prüfling gebrochen/NIO.

    Gruß
    Larry

    Wie viel Druck ich dem Zylinder zur Verfuegung stelle kann mittels Initialisierungslauf bestimmt werden -> Dieser kann ja "so lange dauern wie notwendig".
    Dabei wird der Druck schrittweise erhoeht, solange bis die gewuenschten N am Werkstueck gemessen werden. Dieser aufgebrachte Druck/bzw. die Stellung des Proportionalventils wird dann gespeichert und bleibt so über den Messverlauf. Dann wird das Aus- und Einfahren nur mehr ueber die 3/2 Schnellschaltventile geregelt.
    Außerdem wird bei dem Initialisierungslauf gemessen wie stark sich das Rohr durchbiegt um einen Referenzwert zu erlangen -> wenn dieser Referenzwert um 50% überschritten wird, soll die Messung stoppen (der Zylinderweg wird geschaetzt bei maximal +-500mm liegen).

    Bei der eigentlichen Messung, soll dann nur die wirklich ankommende Kraft am Pruefstueck kontrolliert werden und falls diese zu stark schwank wird ueber das Proportionalventil nachgeregelt.


    Den Weg als Fuehrungsgroesse zu nehmen scheint mir als nicht moeglich, da ich bei jedem Preufstueck einen anderen Weg zuruecklege und man im Vorfeld nicht weiss welchen Weg der Zylinder zuruecklegen muss. Vor allem, wenn ich wie zu in deinem Bsp. sagst, 2mm ausfahre und die KMZ die 1kN nicht misst, heisst das nicht unbedingt, dass das Pruefstueck gebrochen ist, oder?

    ich hoffe, dass ich dich nicht wieder falsch verstanden habe.

    LG

    Zitat Zitat von Fireman_Frank Beitrag anzeigen
    Noch mal kurz zum Verständnis:
    Die jeweils zwei Zylinder, Druck- und Wegsensoren ergeben eigentlich zwei voneinander unabhängige Systeme, die vielleicht nur synchron gesteuert werden? Oder ist ein Zylinder für die Druck- und der andere für die Zugstufe da? Und ein Zyklus (200ms) umfasst einen Zug und einen Druck, also hat man nur 100ms für eine Richtung?
    Da muß man sich ja schon mal Gedanken um die Wandlungszeiten der Analogbaugruppen machen ^^
    ja genau die sind eigentlich voneinander getrennt, sodass man gleichphasige und gegenphasige Pruefungen durchfuehren kann. Beide Zylilnder sollen auf Druck- und Zugkreafte erzeugen.
    Zykluszeit wird jetzt mal auf 3Hz bzw 0,3333s angepeilt (das ist das Minimum, mehr waere natuerlich besser).

    LG

  10. #10
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    Wie auch immer, das war ja nur ein Vorschlag. Ich halte es aber auf alle Fälle für sehr sportlich, innerhalb von 0,3s einen Druck schrittweise (kontinuierlich) zu erhöhen (das man das auch sinnvoll feststellen kann) und dann gleichzeitig dessen Wert gegenzuchecken ...

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