Feldbustechnik Profibus-DP (Arbeitsbuch) · 14 14 14 14 14 12 12 12 MM N E J L L 14 14 14 14 14 12 12 12 MMN E J L L. ... Für diese wird es immer notwendiger, sich in einfachen Bussystem

534 271 DE

Feldbustechnik

Profibus-DP

Arbeitsbuch

TP 402

PWRBF 00

800

CERFRCE 22

622

AUPRUN 33

533

CMSTOP 44

444

355

B66

266

20+77

177

10+∆∆

∆∆

55

0

SETOUTIN

SFSF

CP 343-2CPU313C-2 DP

9

APFDC5V

RUN

PUSH

STOP

MRES

MPI DP

11

711

13

A

B

IM 151 CPU

PROFIBUS-DP

ET 200S

RUN

MMC

DP

ADDRESS

OFF ON

STOP

MRES

1 5

2 6

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2 6

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2 6

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2 6

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1 5

SF SFSF

BF

ON

RUN

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FRCE

64

32

16

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4

2

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M M N E J L L

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M M N E J L L

Bestell-Nr. 534 271

Benennung: ARBEITSBUCH

Bezeichnung: D:LW-TP402-DE

Stand: 08/2003

Autoren: Monika Bliesener, Sabine Scharf

Grafik: Doris Schwarzenberger

Layout: 04.08.2003, Beatrice Huber

© Festo Didactic GmbH & Co. KG, 73770 Denkendorf, 2003

Internet: www.festo.com/didactic

E-Mail: [email protected]

Weitergabe sowie Vervielfältigung dieses Dokuments, Verwertung und Mitteilung

seines Inhalts verboten, soweit nicht ausdrücklich gestattet. Zuwiderhandlungen

verpflichten zu Schadenersatz. Alle Rechte vorbehalten, insbesondere das Recht,

Patent-, Gebrauchsmuster- oder Geschmacksmusteranmeldungen durchzuführen.

© Festo Didactic GmbH & Co. KG • TP 402 3

Einführung ___________________________________________________________ 5

Sicherheits- und Arbeitshinweise________________________________________ 15

Teil A – Aufgaben

Projekt 1 Pneumatische Türsteuerung___________________________________A-3

Projekt 2 Pneumatische Türsteuerung mit Profibus Ventilinsel ______________A-11

Projekt 3 Pneumatische Türsteuerung mit Profibus Ventilinsel

und intelligentem Slave _____________________________________A-39

Projekt 4 Profibus-DP System mit Stapelmagazin_________________________A-81

Projekt 5 Profibus-DP System mit Stapelmagazin und Umsetzer_____________A-95

Teil B – Grundlagen

1. Was ist ein Feldbussystem? _____________________________________B-3

1.1 Warum überhaupt Feldbussysteme? ______________________________B-4

1.2 Wo ist der Feldbus in der Fabrik eingeordnet?_______________________B-5

1.3 Die Einordnung der Feldbussysteme ______________________________B-9

1.4 Zusammenfassung __________________________________________ B-10

2. Nachrichtenaustausch innerhalb eines Feldbussystems_____________ B-12

2.1 Master/Slave _______________________________________________ B-12

2.2 Adresse der Station, des Busteilnehmers ________________________ B-15

2.3 Topologie __________________________________________________ B-15

2.4 Datenübertragung ___________________________________________ B-16

2.5 ISO/OSI-Referenzmodell ______________________________________ B-17


3. Vier unterschiedliche Feldbuskonzepte und ihre Vertreter ___________ B-20

3.1 Das nachrichtenorientierte Konzept _____________________________ B-20

3.2 Das teilnehmerorientierte Konzept______________________________ B-21

3.3 Das Multi-Master-Konzept ____________________________________ B-23

3.4 Das Installations-Konzept _____________________________________ B-24

3.5 Feldbustypen und ihre Anwendungsgebiete ______________________ B-26


Inhalt

Inhalt

4 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • TP 402

4. Der Profibus-DP _____________________________________________ B-28

4.1 Grundlagen ________________________________________________ B-29

4.2 Die Topologie des Profibus-DP _________________________________ B-30

4.3 Die Funktionsweise des Profibus-DP ____________________________ B-34

4.4 CPU mit integriertem Profibus-DP Master ________________________ B-35

4.5 CPU und externer Profibus-DP Master ___________________________ B-37

4.6 Von aktiven und passiven Slaves _______________________________ B-40


Teil C – Lösungen

Projekt 1 Pneumatische Türsteuerung___________________________________C-3

Projekt 2 Pneumatische Türsteuerung mit Profibus Ventilinsel _______________C-5


und intelligentem Slave ______________________________________C-7

Projekt 4 Profibus-DP System mit Stapelmagazin_________________________C-13

Projekt 5 Profibus-DP System mit Stapelmagazin und Umsetzer_____________C-19

Teil D – Anhang

Glossar____________________________________________________________ D-3

Literatur __________________________________________________________ D-17


Einführung

Das Trainingspaket TP 402 Profibus-DP enthält Geräte und Komponenten der

Automatisierungstechnik und der industriellen Kommunikation. Am Beispiel von

Profibus-DP werden Kenntnisse der Feldbustechnik vermittelt, und Fähigkeiten zum

Umgang mit solchen Systemen erworben.

Das generelle Lernziel, das mit den Trainingspaketen erreicht werden soll, ist die

Fähigkeit, ein Profibus-DP System

• zu projektieren

• zu konfigurieren

• und in Betrieb zu nehmen.

Unter dieser Zielsetzung werden ebenso Themen behandelt, die unabhängig von

einem speziellen Bussystem sind:

• Topologie eines Feldbussystems, Master und Slave

• Adressieren von Feldbuskomponenten

• Schnittstellen und Verbindungen

• Datenübertragung

Die sich gegenwärtig vollziehende, überaus dynamische Entwicklung vernetzter

Automatisierungssysteme ermöglicht neuartige Problemlösungen für die

Prozesstechnik, Fernwirktechnik und Fernwartung.

Ziel der industriellen Kommunikation ist das Lösen von Automatisierungsaufgaben

mit einem einzigen, vollständig integrierten und durchgängigen

Kommunikationssystem mit Offenheit zu den Büronetzen. Der Nutzen der

Vernetzung liegt in der Kosteneinsparung bei Hardware, Montage und Wartung.

Die Projektierung und Inbetriebnahme derartiger vernetzter

Automatisierungsanlagen wurde bisher in der beruflichen Ausbildung nicht oder nur

ansatzweise vermittelt.

Von der fertiggestellten Anlage wird zumeist eine Verfügbarkeit von nahezu 100 %

gefordert. Bei auftretenden Störungen muss das Wartungspersonal durch gezielte

Meldungen aus dem System bei der Fehlererkennung unterstützt werden.

Damit ist auch hier industrielle Kommunikation ausbildungsrelevant.

Lerninhalt

Bedeutung dieser

Lerninhalte in der

beruflichen Praxis

Einführung


Mit dieser technischen Entwicklung muss die qualifikatorische Entwicklung der

Facharbeiterschaft und die innerhalb der beruflichen Weiterbildung mitwachsen.

Deshalb ist die Einführung der industriellen Kommunikation in den Unterricht der

Elektroberufe und teilweise auch der Metallberufe von strategischer Bedeutung.

Ohne Einsicht in das Wesen der Feldbuskommunikation ist ein Systemverständnis

für vernetzte Anlagenkomponenten nicht erreichbar. Mitarbeiter ohne

Feldbuskenntnisse sind nicht einarbeitungsfähig, sie können nach einem

Anlagenumbau oder auf Betriebsstörungen nicht angemessen reagieren.

Das Trainingspaket vermittelt für den Bereich der industriellen Kommunikation das

Basiswissen, das die zukünftige FacharbeiterIn in der beruflichen Praxis für die

Projektierung und Inbetriebnahme über Profibus-DP vernetzter Anlangen der

Automatisierungstechnik benötigt. Das Themenfeld Wartung und Fehlersuche wird

in diesem Trainingspaket im Zusammenhang mit der Störungsbeseitigung bei der

Inbetriebnahme behandelt.

Auf dieser Grundlage ist es für FacharbeiterInnen in der betrieblichen Praxis möglich,

vertiefende Kenntnisse und Fähigkeiten bei der Wartung- und Fehlersuche zu

erwerben.

• Künftige MechatronikerInnen, ElektrikerInnen und ElektronikerInnen:

Für diese ist Handlungskompetenz auf dem Gebiet der Vernetzung

automatisierungstechnischer Prozesse für die berufliche Praxis unbedingt

notwendig.

• Künftige IndustriemechanikerInnen:

Für diese wird es immer notwendiger, sich in einfachen Bussystem auf der Aktor-

Sensor-Ebene auszukennen. Für diese Zielgruppe ist besonders das

Trainingspaket TP 401 AS-Interface geeignet.

• Das Trainingspaket eignet sich aber ebenso für den Einsatz in der beruflichen

Weiterbildung.

• Technische Grundbildung

• Grundlagen der Elektro- und Digitaltechnik

• Grundlagen der Pneumatik und Elektropneumatik

• Grundlagen der Steuerungstechnik

• Kenntnisse über Ventilinseln

• Programmierkenntnisse in Siemens STEP 7

• Interpretation von Schaltungsunterlagen

• Umgang mit PC und Windowsprogrammen

Nutzen für die

betriebliche Praxis

Zielgruppe

Voraussetzungen

Einführung


Diese Trainingspaket ermöglicht Ihnen, die Trainingspakete TP 201/202 und TP 301

an die Feldbustechnologie anzupassen und Industriekomponenten wie Ventilinseln

und MPS® Module von Festo einzusetzen und industriell zu vernetzen.

Busunabhängige Geräte und Komponenten

Programmiersoftware Siemens STEP 7, ab Version 5.1

Aus Trainingspaket Elektropneumatik Grundstufe TP 201 oder Trainingspaket

SPS Grundstufe TP 301:

– 5/2-Wege-Magnetventil

– Doppeltwirkender Zylinder

– Näherungsschalter mit Zylinderbefestigung

– Verteilerblock

– Einschaltventil mit Filterregelventil

MPS® Module der Station Verteilen:

Modul Stapelmagazin Best.-Nr. 527 434

und

Modul Umsetzer Best.-Nr. 527 435

Universalanschlusseinheit mit SysLink Best.-Nr. 162 231

E/A-Datenkabel Best.-Nr. 034 031

Meldeeinrichtung und Verteiler, elektrisch Best.-Nr. 162 244

Signaleingabe, elektrisch Best.-Nr. 162 242

Kunststoffschläuche

Diverse Kabelsätze

Sensor-Kabel

– 3-polig, M8 Buchse/4 mm SIBU Best. Nr. 184 123

– 3-polig, M8 Stecker/Buchse Best. Nr. 175 488 für -Zylinderendschalter

– 4-polig auf 3-polig M8-Buchse/SIBU Best.-Nr. 184 121 für

Vakuumschalter (Modul Umsetzer) und für Sensor (Modul Magazin)

– 4-polig auf 3-polig M8-Stecker/Buchse Best.-Nr. 532 930

– DUO Verbindungskabel Best. Nr. 018 685

Geräte und Komponenten

Einführung


Profibus-DP

SIMATIC S7 EduTrainer® Compact :

S7 313C-2DP mit 16 DE/16 DA; Profibus-DP plus ASi-Master Best.-Nr.527 424 (siehe Abbildung)

oder

S7 313C-2DP mit 16 DE/16 DA; Profibus-DP plus Platzhalterbaugruppe Best.-Nr.533 021

oder

S7 313C-2DP mit 16 DE/16 DA; Profibus-DP plus Analogbaugruppe 4 AE/2AA Best.-Nr.533 022

oder

S7 313C-2DP mit 16 DE/16 DA; Profibus-DP plus Simulatorbaugruppe Best.-Nr. 533 023

Bei allen Varianten sind 16 DE/16 DA auf 2 SysLink Stecker verdrahtet.

Bei Best.-Nr. 533 022 sind die 4 AE/2 AA auf 15-poligen Submin-D Stecker verdrahtet.

oder

S7 EduTrainer® plus als Profibus Master

Alle Varianten mit S7 315-2DP oder S7 313C-2DP

Programmierkabel mit PC-Adapter Best.-Nr. 184 555

SIMATIC S7 EduTrainer® ET200S

mit integrierter CPU 12E/10A als intelligenter Slave Best.-Nr. 527 425

Ventilinsel mit Profibus-DP Anschluss mit 16-fach Eingangsstufe Best.-Nr. 527 432

Profibus-DP Kabel 50 cm Best.-Nr. 533 035

200 cm Best.-Nr. 533 036

Zum Aufbau funktionsfähiger Feldbussysteme wird zusätzlich die Profilplatte, ein

elektrisches Netzgerät und eine Druckluftquelle benötigt.

Einführung


Die Lernenden kennen die Grundlagen von Feldbussystemen, speziell die von

Profibus-DP

Sie kennen ...

die Vorteile von Bussystemen gegenüber einer konventionellen

Verdrahtung

Teil B, Kapitel 1

die Möglichkeiten und Einsatzgebiete von Feldbuskomponenten Teil B, Kapitel 1

die Einordnung von Feldbussystemen in die Hierarchieebenen einer

Fabrik und die Anforderungen an unterschiedliche Netzwerke

Teil B, Kapitel 1

Busstrukturen (Topologie, Master/Slave, Master/Master) und können

diese einordnen

Teil B, Kapitel 2

die wichtigsten Grundbegriffe für die Datenübertragung innerhalb eines

Feldbussystems (Adressierung ,Telegramm, Protokoll)

Teil B, Kapitel 2

das OSI-Referenzmodell für Kommunikationsaufgaben Teil B, Kapitel 2

unterschiedliche Feldbuskonzepte (teilnehmerorientiert,

nachrichtenorientiert) und den entsprechenden Feldbustyp und können

die unterschiedlichen Feldbuskonzepte untereinander abgrenzen

Teil B, Kapitel 3

die wesentlichen Bussysteme in der industriellen Anwendung und ihre

spezifischen Einsatzgebiete

Teil B, Kapitel 3

die Funktionsweise von Profibus-DP Teil B, Kapitel 4

Siehe auch Aufgaben und Lösungen, Teil A und C.

Die Lernenden können in gewissen Grenzen die Prozesskomponenten eines

Profibus-DP Systems auswählen, installieren und handhaben. Sie können ein

Profibus-DP System projektieren und in Betrieb nehmen.

Sie kennen

• mehrere Vorteile von Bussystemen gegenüber einer konventionellen

Verdrahtung

• die Prozesskomponenten von Profibus-DP Systemen

Lernziele und Lerninhalte

Fachkompetenz

Handlungskompetenz

Einführung


Die Lernenden können

• ein Profibus-DP System zusammenstellen und deren Komponenten auswählen

und handhaben

• ein Profibus-DP System aufbauen und die Komponenten richtig verbinden

• ein Profibus-DP System und deren Komponenten konfigurieren (Adressvergabe,

Software- und Hardwarekonfiguration, Fremdgeräte einbinden)

• ein Profibus-DP System in Betrieb nehmen

• Steuerungsaufgaben in einem mit Profibus-DP vernetzten System

programmieren

• ein Profibus-DP System erweitern und anpassen

• mit PROFIBU-DP verteilte Prozesse synchronisieren, z. B. intelligente Slaves

einsetzen

• während der Inbetriebnahme Fehler erkennen und beseitigen

Die Lernenden können

• Vernetzungen topologisch darstellen

• Programmlisting für Feldbusanwendungen erstellen und dokumentieren

• Schaltpläne für vernetzte Systeme anpassen und darstellen

• Abnahmeprotokoll erstellen

Raumausstattung, Arbeitsmittel

Im Unterricht müssen sowohl praktische Fähigkeiten an den Geräten wie auch

theoretische Inhalte vermittelt werden. Um einen durch Raumwechsel verbundenen

Zeitverlust zu vermeiden, empfehlen wir einen Laborraum mit einem

Plenumsbereich für Präsentationen und Besprechungen.

• Der Laborraum sollte mit einer ausreichenden Anzahl von Laborarbeitsplätzen

und der entsprechenden Anzahl von PCs sowie Automatisierungs- und

Feldbuskomponenten ausgestattet sein.

• Im Plenumsbereich sollten Tafel, Beamer und Projektor vorhanden sein.

Feldbussysteme

dokumentieren

Methodische Hinweise

für den Unterricht

Einführung


Wie beginnen?

• Geben Sie den Lernenden mit dem Material aus dem Grundlagenteil und mit

eigenen Anschauungsbeispielen aus der industriellen Praxis einen kurzen

Überblick über das Gesamtsystem der industriellen Kommunikation.

• Konzentrieren Sie sich dann schwerpunktmäßig auf mindestens ein Bussystem,

indem Sie sich mit den Aufgaben dieses Trainingspakets beschäftigen.

Für den Einstieg in das Thema „Industrielle Kommunikation“ bietet Festo Didactic

das multimediale Lernsystem „Busstudio“ als Bestandteil des Arbeitsbuches an. Es

kann als Selbstlernmedium für den Einzelnen, für das Lernen in der Gruppe oder als

Präsentation eingesetzt werden.

Als Einstieg eignet sich ebenso der Einsatz von Bildern von Anwendungsbeispielen,

Grafiken (z. B. aus dem Grundlagenteil) und Videos.

• Klären Sie Fachbegriffe handlungsorientiert, d.h. dann, wenn sie bei der

praktischen Bearbeitung der Projektierung und Installation des Bussystems

auftreten!

Diese Methode bietet sich deshalb an, weil einerseits die Lernenden in diesem

Moment durch die aufgetretene Fragestellung motiviert sind und andererseits eine

Überfrachtung des Unterrichts mit theoretischen Inhalten entgegengewirkt wird.

Eine Erklärung von Fachbegriffen aus dem Gebiet der industriellen Kommunikation

finden Sie im Glossar, Teil D.

Der Grundlagenteil (Teil B) ist so aufgebaut, dass sie einzelne Kapitel benutzen

können, um

• in ein Thema einzuführen

• praktisch erworbenes Wissen, das die Lernenden bei der Bearbeitung einer

Aufgabe gewonnen haben, zu festigen und zu vertiefen.

Sie können den Grundlagenteil aber auch als Ganzes, wie ein Buch, durcharbeiten.

In der Literaturliste im Teil D finden Sie Literaturangaben zur Vertiefung des

Wissens.

Fachbegriffe

Grundlagenteil und

Literaturliste

Einführung


Grundlegend für alle Feldbussysteme ist die softwaregeleitete Arbeitsweise für

Projektierung und Diagnose. Dem gemäß sind PC-Kenntnisse und Handhabung von

Windows-Oberflächen für den Unterricht vorauszusetzen. Zu diesem Bereich gehört

auch die Fähigkeit der Lernenden, sich von Anfangsschwierigkeiten bei der

Handhabung komplexer Softwarepakete nicht vorschnell entmutigen zu lassen,

sondern sich das Mitdenken unter Benutzung der Online-Hilfe anzugewöhnen. Dies

stellt einen wichtigen Aspekt der Handlungskompetenz dar.

Von großer Bedeutung für ein effektives Unterrichten ist der Umstand, ob die

SchülerInnen zu Hause einen PC besitzen, und ob unter dieser Voraussetzung die

Projektierungs- bzw. Steuerungs-Software ohne Lizenzprobleme zur Verfügung

gestellt werden kann. Erfahrungen haben gezeigt, dass immer mehr Schülerinnen

und Schüler die Voraussetzungen mitbringen und dass viele Komponentenhersteller

dazu übergehen, so genannte Hausaufgabensoftware zur Verfügung zu stellen. Ist

den Schülerinnen und Schülern somit die Möglichkeit gegeben, die Handhabung der

Software in aller Ruhe zu üben, lassen sich im Unterricht viel größere und schnellere

Lernfortschritte erzielen.

Zur Lösungsüberprüfung für die einzelnen Projektaufgaben stehen auf der

beiliegenden CD-ROM „Lösungen und STEP7-Programme für TP 402“ fertige SPS-

Programme bereit. Sie befinden sich als archivierte STEP7-Programme in den unten

genannten Unterverzeichnissen.

Für die Projekte zu TP 402, PROFIBUS-DP:

• STEP7-Progr\PROFIBUS-DP\PRO1_PB.ARJ





Voraussetzungen für den Einsatz der STEP7-Programme sind:

• PC mit Microsoft Windows® 95/98/2000/ME/XP Professional/NT

• 8-fach CD-ROM Laufwerk

• Programmiersoftware ab STEP7 5.1 Servicepack 2

• SIMATIC S7 EduTrainer® mit Programmierkabel

PC als Arbeitsgerät

und Lernhilfe

SPS-Programme

für Siemens STEP7

auf CD-ROM

Einführung


Als Unterstützung für die Lernenden dient auch das diesem Arbeitsbuch beigelegte

web-basierte, multimediale und interaktive Lernprogramm Bus Studio. Das Erlernen

von grundlegendem Wissen über die Feldbustechnik mit dieser Software empfiehlt

sich vor dem Lösen der Projektaufgaben, da sie gerade dem Einsteiger einen

optimalen Überblick zu diesem Thema verschafft. Mit Animationen werden

verschiedene Praxisbeispiele visuell dargestellt. Alle relevanten Begriffe zum Thema

Bustechnik finden sich im integrierten Lexikon.

Je nach Kenntnisstand beträgt die Lernzeit ungefähr eine Stunde. Die Lerninhalte

sind:

• Funktionsweise und Vorteile von Feldbussystemen

• Einsatzgebiete verschiedener Feldbussysteme

• Offene und geschlossene Systeme

• Technische Konzepte

• Datenübertragungsnormen RS 485 und RS 422

• Topologien von Feldbussystemen

Für den Einsatz der Lernsoftware sind folgende Systemvoraussetzungen notwendig:

• PC mit Microsoft Windows® 95/98/2000/ME/XP/NT

• ab Internet Explorer 5.0 oder Netscape 4.7

• Macromedia® Flash Player 5.0 (auf CD-ROM enthalten)

• 8-fach CD-ROM Laufwerk

Die Lösungen der Aufgaben aus dem Teil C des Arbeitsbuches stehen Ihnen auch in

elektronischer Form zu Verfügung. Sie finden diese auf der CD-ROM „Lösungen und

STEP7-Programme für TP 402“ in dem Unterverzeichnis Dokumentation. Zum Öffnen

der Dateien im PDF-Format benötigen Sie das Programm Acrobat Reader® von der

Firma Adobe Systems Incorporated. Falls dieses Programm noch nicht auf Ihrem PC

läuft, können Sie es aus dem Unterverzeichnis Dokumentation\Acrobat installieren.

Ergänzende Lernsoftware

Bus Studio WBT

auf CD-ROM

Elektronische

Dokumentation

Einführung


Im Projekt 1 soll eine Ansteuerung von automatisierungstechnischen Komponenten

mit konventioneller Verdrahtung realisiert werden.

Die Themenstellung und die Ausführung hat mit Bustechnik insoweit etwas zu tun,

als dann bei der Bearbeitung weiterer Aufgaben anschaulich dargestellt werden

kann, welche Vorteile es hat, denselben Aufbau bustechnisch anzusteuern und zu

vernetzen.

Außerdem soll mit Hilfe dieser Aufgabe an vorhandenes Wissen aus dem Bereich

„Automatisieren mit SPS“ angeknüpft werden.

Schwerpunkt von Projekt 2 und 3 ist die Projektierung und Inbetriebnahme eines

Bussystems.

Die Phase der Projektierung und Inbetriebnahme eines Bussystems stellen an den

Lernenden hohe Anforderungen auf dem Gebiet Planung, Konfigurierung und

Programmierung, vor allem weil an dieser Stelle die neuen Kenntnisse und

Fertigkeiten vermittelt und erworben werden. Aus diesem Grund wird der Lernende

bei der Bearbeitung der Projekte 2 und 3 stark angeleitet und geführt.

Die Lernenden beginnen im Projekt 2 mit der Ansteuerung und dem Aufbau eines

Minimalsystems aus einem Master und einem Slave (Ventilinsel/Zylinder). Erste

Erfahrungsschritte können sich so auf die Fragen konzentrieren, wie ein Master

seinen Slave über eine Adresse erkennen und erreichen kann und wie Busadressen

vergeben werden.

Im Projekt 3 wird das Minimalsystem ausgebaut und erweitert. Komponenten

werden angepasst und ausgetauscht. Die Lernenden erkennen, welche

Systemreaktion eintritt, wenn ein Busteilnehmer ausfällt oder neu hinzukommt, so

dass ein Systemverständnis entsteht.

An dieser Stelle werden die Vorteile des Bussystems gegenüber einer

konventionellen Verdrahtung besonders deutlich. Ebenso lernen die Lernenden die

spezifischen Einsatz- und Anwendungsgebiete des jeweiligen Bussystems kennen.

Außerdem wird eine einfache Fehlerdiagnose durchgeführt.

Projekt 4 und 5 sind Anwendungsaufgaben mit einer weitergehenden

Problemstellung. Hier werden die MPS Module Umsetzer und Stapelmagazin der

MPS Station Verteilen angesteuert. Dadurch wird der Bezug zu einem realen Prozess

hergestellt. Bei der Bearbeitung dieser Projekte findet ein Wissenstransfer statt,

indem das erworbenen Wissen auf eine Situation aus der industriellen Praxis, das

Vereinzeln von Werkstücken, angewandt wird.

Diese Projekte sollen die Lernenden weitgehend selbständig erledigen, indem sie

vorher Erlerntes einsetzen und anwenden.

Hinweise zu den Projekten


Sicherheits- und Arbeitshinweise

Im Interesse Ihrer eigenen Sicherheit sollten Sie folgende Hinweise beachten:

• Durch Druckluft abspringende Schläuche können Unfälle verursachen. Druck

sofort wegnehmen

• Erst verschlauchen, dann Druckluft einschalten.

• Beim Einschalten der Druckluft können Zylinder selbsttätig losfahren.

• Beachten Sie besonders folgendes bei der Bearbeitung der Projekte mit den MPS

Modulen Magazin und Umsetzer:

– Füllen Sie das Magazin mit Hilfe des Fallrohrs.

– Fassen Sie bei Betrieb nie mit der Hand hinein!

– Gehen Sie bei Betrieb außerhalb der Reichweite des Umsetzers!

• Allgemeine Sicherheitsbestimmungen beachten (DIN 58126 und VDE 100).

• Den elektrischen Grenztaster bei Fehlersuche nicht von Hand betätigen

(Werkzeug benutzen).

• Bei den elektrischen Grenztastern sind zwei Bauformen zu unterscheiden

– Betätigung von links

– Betätigung von rechts

• Die Grenztaster sollen bei großen Kolbengeschwindigkeiten nur in der

vorgesehenen Richtung vom Schaltnocken des Zylinders angefahren werden.

• Die Grenztaster dürfen nicht frontal betätigt werden.

• In den pneumatischen Schaltplänen des Lösungsteils sind die Zylinder

grundsätzlich ohne magnetischen Zylinderkolben dargestellt, da dieser nur bei

Verwendung von magnetischen Endschaltern benötigt wird.

In den Gerätesätzen von Festo Didactic sind nur Zylinder mit magnetischer

Kolbenstange enthalten.

• Zulässigen Arbeitsdruck nicht überschreiten.

• Nur Kleinspannung ≤ 24 V verwenden.

• Alle Geräte sind mit 4 mm Sicherheitsbuchsen bzw. Sicherheitssteckern

ausgestattet. Verwenden Sie für die elektrischen Verbindungen nur Kabel mit

Sicherheitsstecker.

• Pneumatischer Schaltungsaufbau:

Geräte mit dem Silbermetallic-Kunststoffschlauch mit 4 mm Außendurchmesser

verbinden. Dabei den Schlauch bis zum Anschlag in die QS-Steckverbindung

stecken; kein Sichern notwendig!

• Lösen der QS-Steckverschraubung:

Durch Niederdrücken der Kralle (blauer Ring) kann der Schlauch gelöst werden

(keine Entkupplung unter Druck möglich!)

• Vor dem Schaltungsabbau die Druckluftversorgung und Spannungsversorgung

abschalten.


© Festo Didactic GmbH & Co. KG • TP 402 A-1

Teil A – Aufgaben

Projekt 1 Pneumatische Türsteuerung___________________________________A-3

Projekt 2 Pneumatische Türsteuerung mit Profibus Ventilinsel ______________A-11


und intelligentem Slave _____________________________________A-39

Projekt 4 Profibus-DP System mit Stapelmagazin_________________________A-81

Projekt 5 Profibus-DP System mit Stapelmagazin und Umsetzer_____________A-95

Inhalt

A-2 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • TP 402


Projekt 1: Pneumatische Türsteuerung

Der Auszubildende

• soll seine Kenntnisse im Umgang mit S7/STEP 7 auffrischen.

• beherrscht die Inbetriebnahme einer einfachen Steuerungseinrichtung mit

E/A-Kopplung.

Ein einfacher Prozess soll direkt über die lokalen E/As der S7 Steuerung gesteuert

werden.

Da die Programmierung selbst kein Lernziel ist, wird das STEP 7 Programm fertig

mitgeliefert. Der Lerner soll nur noch die Verdrahtung und Inbetriebnahme

vornehmen.

Diese Aufgabe dient dem Auffrischen und Festigen des vorhandenen Vorwissens.

Vor einem CNC-Bearbeitungszentrum befindet sich eine pneumatisch betriebene

Tür. Die Tür wird durch einen pneumatischen Zylinder geöffnet und geschlossen.

Eine Bedienungsperson öffnet die Tür durch einen einmaligen Druck auf einen

Taster, wenn ein Werkstück zur Bearbeitung eingebracht werden soll. Durch einen

weiteren Druck auf den Taster schließt die Bedienungsperson die Tür.

Die Steuerung für diese pneumatisch betriebene Tür soll realisiert werden.

Automatische Tür des CNC-Bearbeitungszentrums

Lernziele

Durchführung

Projektauftrag

Projekt 1


Aufgabenblatt: Türsteuerung projektieren, aufbauen und in Betrieb nehmen

Name: Datum:

Die Kolbenstange eines Zylinders zur Betätigung einer automatischen Tür wird mit

einem federrückgestellten Magnetventil (Spule 1Y1) angesteuert. Zwei

Näherungsschalter melden die Positionen “ausgefahren” (1B2) und “eingefahren”

(1B1). Mit einem Taster (S1) wird der Zylinder so angesteuert, dass er aus der

Endlage heraus in die jeweils entgegengesetzte Richtung fährt. Der Zylinder darf nur

einmal mit einem Tastendruck fahren. Um eine zweite Bewegung des Zylinders

auszulösen, muss der Taster losgelassen und erneut betätigt werden.

1. Erstellen Sie den elektrischen Schaltplan und bauen Sie die Schaltung auf.

2. Deklarieren Sie die Variablen des SPS-Programms.

3. Laden Sie das SPS-Programm in die Steuerung.

4. Nehmen Sie die Anlage in Betrieb.

Sie haben Zugriff auf den Gerätesatz TP 201.

1. Elektrischer Schaltplan

2.1 – 2.2 Aufbau der Schaltung

3. Deklaration der Variablen des SPS-Programms

4. SPS-Programm

• Dokumentation STEP 7

• Kapitel 1: Was ist ein Feldbussystem

Problemstellung

Arbeitsauftrag

Randbedingungen

Arbeitsblätter

Hilfsmittel

Projekt 1


Arbeitsblatt 1: Elektrischer Schaltplan

Name: Datum:

Ergänzen Sie den elektrischen Schaltplan.

Bezeichnen Sie die einzelnen Bauelemente.

I

Q

24 V

0 V

0 V

24 V

SPSO V

Projekt 1


Arbeitsblatt 2.1: Aufbau der Schaltung

Name: Datum:

Montieren Sie die benötigten Geräte auf der Profilplatte.

Menge Benennung

1 S7 EduTrainer® Compact 313C-2DP

1 Signaleingabe, elektrisch

1 Doppeltwirkender Zylinder

1 5/2-Wege-Magnetventil

2 Näherungsschalter, induktiv-magnetisch

1 Universalanschlusseinheit mit Syslink-Kabel

2 Sensorkabel

1 Kabelsatz

1 Verteilerblock

Kunststoffschlauch

Geräteliste

Projekt 1


Arbeitsblatt 2.2: Aufbau der Schaltung

Name: Datum:

Stellen Sie die pneumatischen Verbindungen her.

1B21B1

1V1

1A1

4

5

1Y1

2

31

Pneumatischer Schaltplan

Projekt 1


Arbeitsblatt 3: Deklaration der Variablen des SPS-Programms

Name: Datum:

Deklarieren Sie die im SPS-Programm benötigten Variablen:

Symbol Adresse Datentyp Kommentar

Projekt 1


Arbeitsblatt 4: SPS-Programm

Name: Datum:

SPS-Programm

Pneumatische Türsteuerung

Projekt 1


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Feldbustechnik Profibus-DP (Arbeitsbuch) · 14 14 14 14 14 12 12 12 MM N E J L L 14 14 14 14 14 12 12 12 MMN E J L L. ... Für diese wird es immer notwendiger, sich in einfachen Bussystem