1. Projektidee, Projektauftrag
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1 Projekt AFAG-Assembly-System Pflichtenheft AFAG-Assembly-System Projekt-Nr. : 10 Projektteam : Graffert, Horn, Knecht, Küchenmeister, Perabo, Reck Raum : W01 Betreuer: Bautz, Decker, Ivancic Version: 1.1 Datum der Erstellung: 12.09.2011 2 Projekt AFAG-Assembly-System Inhalt Pflichtenheft ................................................................................................... 1 AFAG-Assembly-System .................................................................................. 1 1. Projektidee, Projektauftrag .......................................................................... 3 2. IST-Zustand bei Übernahme des Projektes ................................................... 4 2.1. Hauptsteuerung , Bandanlage ............................................................. 4 2.2. Zelle 105 ............................................................................................. 4 2.3. Zelle 110 ............................................................................................. 5 2.4. Zelle 120 ............................................................................................. 5 3. Soll-Zustand ................................................................................................. 6 3.1. Hauptsteuerung , Bandanlage ............................................................. 6 3.2. Zelle 105 ............................................................................................. 6 3.3. Zelle 110 ............................................................................................. 7 3.4. Zelle 120 ............................................................................................. 7 4. Kostenplanung ............................................................................................. 8 5. Terminplanung ............................................................................................. 9 6. Aufgabenverteilung.................................................................................... 10 3 Projekt AFAG-Assembly-System 1. Projektidee, Projektauftrag Die Projektidee bzw. der Projektauftrag ist, die Zellen 105 und 110 mit der Hauptsteuerung über Profinet kommunizieren zu lassen und mithilfe der Bandanlage Werkstückträger zur Bestückung in den Zellen bereitzustellen. In den Zellen werden Teile von Kupplungsschaltern (Zelle 105) und Business-CardHolder (Zelle 110) auf den Werkstückträgern platziert. Da die Montagezelle 120 und ein Transportbandmodul nicht mehr benötigt werden, werden sie aus der Linie genommen und die Montagezelle 110 wird entsprechend verschoben. Außerdem soll es möglich sein, die Zellen 105 und 110 unabhängig voneinander steuern zu können. Da die Achssteuerung beider Montagezellen veraltet ist sollen sie ausgetauscht werden. In der Zelle 105 wird die Achsteuerung der Firma Berger & Lahr durch ein Nachfolgermodell der Firma Schneider Electric ersetzt. In der Zelle 110 werden die Schrittmotoren und die Schrittmotorsteuerung durch neue Servomotoren und Servoumrichter der Firma SEW Eurodrive ersetzt. 4 Projekt AFAG-Assembly-System 2. IST-Zustand bei Übernahme des Projektes 2.1. Hauptsteuerung , Bandanlage Die Hauptsteuerung wurde mit einer Siemens SPS S7-300 mit einer CPU C315 übernommen. Eine Phoenix Contact Switch MCS 16 TX war ebenso enthalten und funktionstüchtig. Die Verdrahtung innerhalb des Schaltschrankes war relativ unstrukturiert und schwer nachzuvollziehen. Es war ein RFID System und ein Schützsicherheitskombinationssystem in dem Steuerschrank enthalten. Ein Touch Panel der Firma Phönix Typ: 2985204 Contact war ebenfalls eingebaut. Ein Phoenix Contact Switch MCS 16 TX war ebenso enthalten und funktionstüchtig Profinet Verbindung zu jeder Zelle und dem Handarbeitsplatz war vorhanden. Die Verbindung zum RFID System erfolgte über eine PROFIBUS Verbindung. 2.2. Zelle 105 Zu Beginn des Projekts beherbergte die Zelle 105 keine SPS. Lediglich die Steuerung für die beiden Achsmotoren Berger & Lahr war vorhanden. Mehrere Leitungen und Einzeladern waren ohne Berührungsschutz abgeklemmt. Mechanisch war die Montagezelle in einem einwandfreien Zustand. Es sind mehrere WAGO dezentrale I/O Systeme in der Zelle verbaut. 2 Stück waren über Profinet angesteuert, die anderen 5 über Profibus. Eine übergeordnete Steuerung sollte diese I/O Baugruppen ansteuern und einlesen. Die bisherige Kommunikation erfolgte über Profibus. Eine Überprüfung der Pneumatikkomponenten mittels manueller Ansteuerung über die eingesetzten FESTO –Ventilinseln war erfolgreich. Die geprüften Ventilinseln und Effektoren funktionierten einwandfrei. 5 Projekt AFAG-Assembly-System 2.3. Zelle 110 Bei der Übernahme der Zelle 110 wurde festgestellt, dass es nicht möglich war, sie im Automatikbetrieb zu betreiben. Im Handbetrieb war es nicht möglich, einzelne Effektoren anzusteueren. Lediglich die Stopper, welche sich innerhalb der der Zelle 110 befanden, konnten angesteuert werden. Eine Überprüfung der Pneumatikkomponenten mittels manueller Ansteuerung über die eingesetzten FESTO –Ventilinseln war erfolgreich, die Ventilinseln und Effektoren funktionierten einwandfrei. Die Zelle 110 verfügt über eine Steuerung der Firma Phoenix Conatct (ILC 350 PN). Das zur Kommunikation mit der Hauptsteuerung benötigte Switch war nicht vorhanden, befand sich zur Reparatur beim Hersteller. Die Achssteuerung und die Motoren XY Achsenportal konnten nicht verfahren werden. 2.4. Zelle 120 Die Zelle 120 ist im Projekt nicht relevant. Sie wird nicht bearbeitet und bei Komponentenmangel der anderen Zellen oder der Hauptsteuerung können Komponenten entnommen werden. 6 Projekt AFAG-Assembly-System 3. Soll-Zustand 3.1. Hauptsteuerung , Bandanlage Das RFID System wird entfernt. Die Siemens S7-300 wird gegen eine Phoenix Contact SPS C340PN ausgetauscht. Der Switch und die Profinet Verbindungen bleiben ebenfalls in der Zelle. Die gesamte Verdrahtung wird entfernt, neu angeordnet und wieder verdrahtet. Die Position der Komponenten wird sinnvoll festgelegt und erneuert. Die Not Aus Funktion wird wieder richtig hergestellt. Die Programmierung erfolgt über Pc Worx 6.10.56. Die Visualisierung findet über Visu+2.0 statt. Über diesen Steuerschrank werden die Transportbänder programmiert und der Automatikbetrieb gestartet. Realisiert wird die Kommunikation zwischen dem Steuerschrank und den einzelnen Zellen über PROFINET I/O(Process Field Network). 3.2. Zelle 105 Die Siemens S7-300 wird vom Hauptsteuerschrank entfernt und in die Zelle 105 eingebaut. Das Profibus-System wird bis zum Achssteuerschrank entfernt und durch Profinet ersetzt. Die an den E/A Modulen vorhandenen vier WAGOProfibus-Feldbus-Koppler sind noch gegen solche als Profinet I/O Koppler zu tauschen um diese in das Profinet I/O System einzubinden. Die Schrittmotorverstärker von Berger und Lahr werden elektrisch abgeklemmt und ausgebaut. Diese werden durch neue Schrittmotorverstärker von Schneider Electric ersetzt, welche in das Automatisierungssystem über eine Profibus Schnittstelle einzubinden sind. Der elektrische Anschluss, die Parametrierung der Controller und das Teachen der Punkte die angefahren werden müssen, muss ausgeführt werden. Des weiteren muss ein PC als Arbeitsplatz installiert werden über den die Programmierung der Anlage Zelle 105 erfolgt. Für die Programmierung ist eine Variablendeklaration zu erstellen, die Hardware- und Netzwerkkonfiguration sind zu erstellen. Die Programmierung erfolgt in Ablaufsprache (AS) eine Schnittstelle zur Kommunikation mit der Hauptsteuerung muss hergestellt werden. Bis zum Ende des Projektes sollen die beiden Zuführungen für Bauteil 1 und Bauteil 2 programmiert werden. Die beiden Greifer, welche die 7 Projekt AFAG-Assembly-System bereitgestellten Teile auf die Werkstückträger setzen sind ebenfalls zu programmieren. Nach dem programmieren erfolgt die Inbetriebnahme und der Probelauf der Anlage. Abschließend sind alle ausgeführten Arbeiten zu dokumentieren, und bei Projektübergabe an die Projektleiter auszuhändigen. 3.3. Zelle 110 Die Montagezelle 110 soll über Profinet vom Steuerschrank angesprochen werden können und auch intern über Profinet kommunizieren. Gesteuert wird sie über die Phönix Contact ILC 350 PN und programmiert über Pc Worx 6.10.56. Die Visualisierung findet über Visu+2.0 statt. Hiermit soll sie auch einzeln gesteuert werden können. Die alten Schrittmotoren und Schrittmotorsteuerung sollen durch neue Servomotoren und Servoumrichter der Firma SEW Eurodrive ersetzt werden. Hierzu muss die Konstruktion verändert werden. Die neuen Servoumrichter müssen dann zusätzlich in die Pc Worx Programmierung eingebunden werden. 3.4. Zelle 120 Da die Montagezelle 120 und ein Transportbandmodul nicht mehr benötigt werden, werden sie aus der Linie genommen und die Montagezelle 110 wird entsprechend verschoben. 8 Projekt AFAG-Assembly-System 4. Kostenplanung Komponente Stückpreis netto zzgl. Gesamtpreis Stückpreis brutto Anzahl Gesetzlicher Brutto Mwst. Synchroner Servogetriebemotor mit Planetengetriebe PSKF122CMP40M/KY/RH1M/SM1 1642,63 1954,73 1 1954,73 Synchroner Servogetriebemotor mit Planetengetriebe PSF122CMP40M/KY/RH1M/SM1 1612,43 1918,79 1 1918,79 43,05 0 51,23 2 2 0 102,46 95,00 113,05 0 2 2 226,1 0 110,25 117,60 113,40 131,19 139,94 134,95 2 2 2 262,39 279,88 269,89 Frequenzumrichter MOVITRAC LTP MCLTPB0008-2B1-4-00 Bremswiderstand MW072-003 Schnittstellenumsetzer USB 2.0 in RS-485 USB 11 A Servomodul LTX-H1A Netzdrossel für Anschlussspannung 1x230V ND LT 010 290 21 Cable 13324535 / 5 Cable 059004544 /5 SUMME 5.014,26 € 9 Projekt AFAG-Assembly-System 5. Terminplanung 15.08.2011 – Beginn des Projektunterrichts 26.09.2011 – Freischaltung der Projektseite im Internet 14.11.2011 – Zwischenpräsentation 09.01.2012 – Abgabe der Projektdokumentation 04.02.2012 – Abschlusspräsentation im Rahmen des Infotages 06.02.2012 – Projektübergabe an die Projektleiter 10 Projekt AFAG-Assembly-System 6. Aufgabenverteilung Gesamtsteuerung und Not-Aus-Kreis Graffert, Küchenmeister Zelle 105 programmieren und visualisieren Knecht, Reck Achssteuerung Zelle 105 Knecht, Reck Achssteuerung Zelle 110, erneuern der Antriebseinheit Horn, Perabo Zelle 110 programmieren und visualisieren Horn, Perabo Homepage Graffert
