SPS-Steuerzentrale:

Planung und Bau einer industriellen Werkstattsteuerung

Die SPS-1 Steuerung ist für die folgenden Projekte vorgesehen

Tischbohrmaschine | Drehmaschine | Bandsäge | Hobel | Doppelschleifmaschine | Schraubstock

Die SPS-2 Steuerung ist für die folgenden Projekte vorgesehen

Bohrerschrank | Steckdosenleiste | Untertischfräse | Tischkreissäge

1. Arbeitsschritt

• In meiner alten Werkstatt habe ich mit dem Aufbau der SPS-Steuerung begonnen. Nachdem ich die Schienen und Verdrahtungskanäle montiert hatte, installierte ich die LOGO!-Geräte und einige Relais. Diese habe ich speziell für eine Absauganlage verdrahtet, die ausschließlich für die Umschaltung des Fünffachverteilers und einer Lüftungsklappe zuständig ist.
• Mein nächster Schritt bestand darin, die gesamte Steuerung in einen Schrank zu integrieren, wobei ich mir vorgenommen hatte, Schrank für Schrank umzugestalten. Das markierte den Beginn einer zentralisierten und modular aufgebauten Werkstattsteuerung.

2. Arbeitsschritt

In der neuen Werkstatt habe ich einige Änderungen an meinem Absaugsystem vorgenommen. Der Fünffachverteiler und die Lüftungsklappe wurden abgebaut, ebenso die Schlauchrollen.

• Aktueller Zustand des Absaugsystems: Momentan verbleibt nur der Zyklonabscheider, der über einen Schlauch direkt mit dem HT50-Rohrsystem verbunden ist, welches zu den Geräten führt. Ich überlege, ob ich an dieser Stelle eine neue Umschaltung installiere, um die Abluft besser zu steuern.
• Videosystem und Kameras: Die Kameras habe ich belassen. Ob ich das Videosystem erneut installiere, um die Arbeitsbereiche zu überwachen, ist im Moment noch unklar. Das hängt wahrscheinlich von den zukünftigen Anforderungen und dem Aufwand ab.

3. Arbeitsschritt

• Alle Komponenten, mit Ausnahme der LS-Schalter und des Schützes, wurden vom Schrank und der Tür entfernt.
• Ein 10A LS-Schalter für die Steuerspannung ersetzte den vorherigen 16A Schalter. Oberhalb wurden Reihenklemmen (X1) für die 230V-Versorgung installiert.
• Die Steuerspannung (10A LS) wird zu den Klemmen in der Tür geführt, wobei jeweils nur ein Modul für die Schaltkontakte Strom erhält. Die 24V-Transformatoren erhalten ihre Versorgung direkt von den Klemmen (X1). Diese Neuordnung soll für eine übersichtlichere und effizientere Stromversorgung der Anlage sorgen.

4. Arbeitsschritt

• Nach Fertigstellung der Schaltkontakte habe ich die LOGO!-Module mit 24V betrieben. Dabei stellte ich fest, dass ein Netzteil nur 12V lieferte, weshalb ich es durch ein 24V-Netzteil ersetzte.
• Danach habe ich alle Relais aus den anderen drei Schränken ausgebaut und sie in die zentrale Steuerzentrale integriert. Diese Relais wurden dann mit dem Neutralleiter (von der Steuersicherung) und dem Leiter (Ausgänge der LOGO!) verbunden, um die Funktionalität zu zentralisieren.

5. Arbeitsschritt

• An die Tür wurden zwei 4-Kanal Sonoff-Module angebracht, um die Geräte per Handy oder Tablet steuern zu können. Zwei kleinere Sonoff-Module signalisieren der LOGO! den Not-Aus und den Werkstattbetrieb.
• Die 13 zusätzlichen Mini-Relais fungieren als Not-Aus und Anforderung für die Absaugung. Für jeden Not-Aus-Schalter gibt es blaue Relais, die in Serie geschaltet sind und ein Signal an die LOGO! senden. Die schwarzen Relais, die von den Sicherheitsschaltern der Maschinen gespeist werden, sind parallel geschaltet, um die Absaugung einzuschalten.
• Sobald die Ein- und Ausgänge der LOGO! verkabelt sind, werden die Verdrahtungskanäle verschlossen, um die Installation abzuschließen.

6. Arbeitsschritt

• Die Anschlüsse für die 230-Volt-Mini-Relais werden an X1 angeschlossen. Es ist wichtig zu beachten, dass diese Anschlüsse mit einer externen Spannung versorgt werden. Das bedeutet: Auch wenn der Strom für den gesamten Schaltschrank abgeschaltet ist, kann an diesen X1-Anschlüssen weiterhin Spannung anliegen. Daher ist hier besondere Vorsicht geboten!
• Die X2-Anschlüsse sind ausschließlich für den Not-Aus-Schalter und die Eingänge der LOGO! vorgesehen.
• Da der Platz für die X3-Anschlüsse (für die 12V-Motoren) nicht ausreicht, müssen sie eine Reihe höher verlegt werden, um eine saubere und sichere Verdrahtung zu gewährleisten.

7. Arbeitsschritt

• Abschließend wurden die 12V für sämtliche Antriebsmotoren an die X3 angeschlossen. Anschließend habe ich die X3 in X4 umbenannt und eine neue X3 neben der X2 installiert. Diese neue X3 wird von den übrigen Ausgängen der LOGO! gesteuert, die keine Relais betätigen.
• Ich überlege, externe Schütze zu verwenden, um eine 230V-Maschine zu betreiben, was zusätzliche Steuerungsoptionen eröffnen würde.
• Eine Halterung für die Mini-Sonoff-Module wurde angebracht und alle Verdrahtungskanäle wurden verschlossen, um die Installation sauber abzuschließen. Auf dem letzten Bild ist gut erkennbar, dass durch die versetzte Anordnung der Geräte zusätzlicher Platz im Schrank geschaffen wurde.

8. Arbeitsschritt

• Es wurde erforderlich, die SPS-Programmierung um eine Störungsüberwachung zu erweitern. Dies war aufgrund eines kritischen Vorfalls nötig.
• Ein Endschalter wurde nicht betätigt, was dazu führte, dass der Motor weiterlaufen wollte. Da dieser sich nicht mehr drehen konnte, brannte er durch. Ich bemerkte es leider erst, als Rauch aufstieg, was zu spät war. Der Motor musste entsorgt werden, während das Getriebe glücklicherweise noch nutzbar blieb.

• Die Steuerung überwacht jetzt präzise die Zeit, die zum Ein- und Ausfahren benötigt wird. Sollte der Endschalter nicht innerhalb dieser vordefinierten Frist deaktiviert werden, stoppt der Motor automatisch, um Schäden zu verhindern.
• Gleichzeitig wird ein Alarm für drei Minuten aktiviert, um auf die Störung aufmerksam zu machen.

• Jede erkannte Störung führt zur Deaktivierung der gesamten Anlage. Die Anlage kann erst dann wieder in Betrieb genommen werden, wenn die Störung behoben wurde und manuell zurückgesetzt wird.
• Dies erhöht die Sicherheit erheblich und schützt die teuren Komponenten vor weiteren Schäden.

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Falls Sie Interesse an den Plänen haben, könnet ihr das entsprechende Dokument gerne herunterladen und einsehen.