SPS programmieren lernen - Online Praxiskurs (Kapitel 1.3) - Aktoren in der Praxis
Summary
TLDRDieses Videokapitel konzentriert sich auf Aktoren in industriellen Anlagen, die als Muskeln der Maschinen agieren. Es erklärt die Unterschiede zwischen digitalen und analogen Aktoren, wie z.B. Motoren, die sowohl digital als auch analog gesteuert werden können. Es wird auch auf die Notwendigkeit von Schutzen und Frequenzumrichtern hingewiesen, um Motoren zu steuern. Servomotoren werden eingeführt, die durch Servo-Regler und Encoder präzise positioniert werden können. Der Videotext führt auch durch die Roboterprogrammierung und erklärt, wie Servomotoren und Servo-Regler in der Steuerung von Industrierobotern eingesetzt werden. Abschließend werden Meldeleuchten und Pneumatikzylinder als weitere Aktoren in industriellen Anwendungen vorgestellt.
Takeaways
- 🧠 Die CPU repräsentiert das Gehirn der Maschine, während Sensoren als Augen und Ohren dienen.
- 💪 Aktoren sind die Muskeln in industriellen Anlagen und können sowohl digital als auch analog gesteuert werden.
- 🔧 Der Unterschied zwischen digital und analog gesteuerten Motoren ist nicht immer einfach zu erkennen, da Motoren beides sein können.
- 🔌 Ein Motor wird nicht direkt von der SPS gesteuert, sondern benötigt einen Schutz, um die 400 Volt Wechselspannung zu schalten.
- 📈 Bei der analogen Steuerung eines Motors kann die Geschwindigkeit, Beschleunigung und Drehzahl individuell definiert werden.
- 🔄 Ein Frequenzumrichter ist erforderlich, um das Betriebsverhalten des Motors zu steuern, und erhält Informationen von der SPS.
- 🤖 Servomotoren werden für präzise Positionierung verwendet und benötigen einen Servo-Regler, um mit der SPS zu kommunizieren.
- 🔄 Der Servo-Regler erhält Daten wie die gewünschte Position und gibt Rückmeldungen über die aktuelle Position an die SPS zurück.
- 🤖 Industrieroboter haben mehrere Achsen, die durch Motoren gesteuert werden, und eine Steuereinheit übernimmt die Koordination.
- 🛠 Zylinder und Ventile sind weitere Beispiele für Aktoren, die in industriellen Anwendungen verwendet werden, um Bewegungen zu steuern.
- 🔑 Pneumatische Zylinder werden für kleine Anwendungen verwendet und werden durch Druckluft gesteuert, die von einem Kompressor erzeugt wird.
Q & A
Was repräsentiert die CPU in einem industriellen System?
-Die CPU repräsentiert das Gehirn unserer Maschine in einem industriellen System.
Wie unterscheidet man Aktoren in industriellen Anlagen?
-Man unterscheidet zwischen digitalen und analogen Aktoren, wobei der Motor sowohl digital als auch analog angesteuert werden kann.
Was ist der Unterschied zwischen digitalem und analogem Steuern eines Motors?
-Beim digitalen Steuern wird der Motor entweder mit Volllast oder ganz ausgeschaltet, während beim analogen Steuern die Motorgeschwindigkeit durch eine variable Einstellung gesteuert wird.
Was ist eine häufige Anwendung von Servomotoren?
-Servomotoren werden verwendet, um eine sehr genaue Positionierung zu erreichen, indem sie mit einem Servo-Regler und einem Encoder verbunden sind.
Welche Rolle spielt der Encoder bei einem Servomotor?
-Der Encoder gibt dem Steuergerät eine Rückmeldung über die aktuelle Position des Motors, um sicherzustellen, dass er die gewünschte Position einnimmt.
Wie werden Industrieroboter in der Fabriksimulation gesteuert?
-Industriereroboter werden durch eine Steuereinheit gesteuert, wobei die SPS nur das Programm startet und die Steuereinheit die Motoren ansteuert.
Was ist die Funktion von Meldeleuchten in einem industriellen System?
-Meldeleuchten dienen als Aktoren, um den Zustand der Ausgangsleistung der SPS direkt anzuzeigen.
Welche Art von Zylindern werden in der Industrie verwendet und wie werden sie angesteuert?
-In der Industrie werden sowohl pneumatische als auch hydraulische Zylinder verwendet, die durch Druckluft oder Druckflüssigkeit angesteuert werden.
Wie funktioniert die Steuerung eines Ventils in einem industriellen System?
-Das Ventil wird durch einen Ventilstecker mit Spule gesteuert, der direkt an den Ausgang einer SPS hängen kann. Es gibt digitale Ventile, die nur ein- oder ausgeschaltet werden können, sowie proportionale Ventile, die proportional zur angelegten Spannung geöffnet werden.
Was ist der Hauptunterschied zwischen digitalem und analogem Ventilsteuerung?
-Beim digitalen Ventil kann nur zwischen geöffnet und geschlossen entschieden werden, während beim analogen Ventil die Öffnungsgröße proportional zur eingestellten Spannung gesteuert werden kann.
Outlines
🔧 Einführung in Aktoren in industriellen Anlagen
Dieses Videokapitel konzentriert sich auf Aktoren in industriellen Anlagen, die als Muskeln der Maschine bezeichnet werden. Der Motor wird als Beispiel für einen Aktor herangezogen, der sowohl digital als auch analog gesteuert werden kann. Es wird erklärt, dass ein Motor nicht direkt von der SPS (Steuerungsprogrammspeicher) gesteuert wird, sondern dass ein Schütz (Schalter) und ein Frequenzumrichter (in Siemens MX) benötigt werden, um das Betriebsverhalten des Motors zu steuern. Die SPS sendet Informationen wie Position, Rampen und Freigabe an den Servo-Regler, der den Motor steuert. Der Servomotor wird eingeführt, der durch einen Encoder (Geber) eine Rückmeldung über seine aktuelle Position an die SPS sendet. Die Bedeutung von Servomotoren und Servo-Reglern für präzise Positionierung wird betont.
🤖 Roboterprogrammierung und weitere Aktoren
In diesem Abschnitt geht es um die Roboterprogrammierung, die als komplexes Thema dargestellt wird. Es wird erklärt, dass die SPS in der Regel die Steuerung der Roboterachsen übernimmt, wobei die Roboterprogrammierung über ein Bedienelement wie das Kuka Smartpad erfolgt. Es wird gezeigt, wie Positionen mit einem Joystick festgelegt und gespeichert werden, um ein Programm oder eine Routine zu erstellen. Der Schwerpunkt liegt auf der Steuerung von Servomotoren, die für präzise Positionierung verwendet werden. Darüber hinaus werden Meldeleuchten und ihre Funktion als Aktoren, die direkt an die SPS angeschlossen werden können, kurz erwähnt. Es folgt eine Einführung in Zylinder und Ventile, wobei die Unterschiede zwischen hydraulischen und pneumatischen Zylindern und deren Steuerung durch Druckluft und Ventilstecker mit Spule erklärt werden. Schließlich wird ein proportionales Ventil als Beispiel für ein analog gesteuertes Ventil vorgestellt.
Mindmap
Keywords
💡Aktoren
💡Digitale und analoge Aktoren
💡Sensoren
💡CPU
💡Schütze
💡Frequenzumrichter
💡Servomotoren
💡Industriereroboter
💡Meldeleuchten
💡Zylinder und Ventile
Highlights
Aktoren sind die Muskeln in industriellen Anlagen.
Unterscheidung zwischen digital und analog gesteuerten Motoren.
Motoren können sowohl digital als auch analog angesteuert werden.
Digitale Steuerung eines Motors mit voller oder keiner Leistung.
SPS (Steuerungsprogrammspeicher) kann nicht direkt einen Motor mit 24 Volt ansteuern.
Schütze werden verwendet, um Motorsteuerungen zu ermöglichen.
Analoge Steuerung ermöglicht variable Geschwindigkeiten und Drehzahlen.
Frequenzumrichter steuert das Betriebsverhalten von Motoren.
Servomotoren werden für präzise Positionierung verwendet.
Servo-Regler sind notwendig, um Servomotoren zu steuern.
Encoder geben Rückmeldungen über die aktuelle Position des Motors.
Industrielle Roboter haben mehrere Motoren für verschiedene Achsen.
Roboterprogrammierung ist einfacher als erwartet, da Steuereinheiten die Steuerung übernehmen.
Meldeleuchten sind einfache Aktoren, die direkt an SPS ausgehängt werden können.
Zylinder und Ventile sind komplexe Aktoren, die für Druckluft oder hydraulische Systeme verwendet werden.
Pneumatische Zylinder werden für kleine Anwendungen und液压缸用于需要大力量的应用。
Ventile können digital oder analog gesteuert werden.
Proportionale Ventile sind analog gesteuert und reagieren auf die Spannungsänderungen.
Transcripts
hallo und herzlich willkommen zum
nächsten spannenden kapitel
wir beschäftigen uns jetzt mit aktoren
in industriellen anlagen im vorherigen
video haben wir bereits gelernt dass
unsere cpu das gehirn unsere maschine
darstellt die sensoren sind die augen
und ohren
demnach sind unsere aktoren die muskeln
auch bei aktoren wie zum beispiel bei
diesem motor unterscheiden wir zwischen
digital und analog hier ist die
differenzierung allerdings nicht ganz so
einfach sein motor kann nämlich sowohl
digital als auch analog angesteuert
werden was ist aber damit gehen auf sich
hat erkläre ich euch im laufe dieses
videos natürlich arbeiten wir auch
weiterhin mit unserer fabrik simulation
sehen wir uns mal an wie viele akteuren
wie auf den ersten blick erkennen können
aha das sind wir ganz schön viele
allerdings nicht so viele wie bei den
sensoren
das bringt uns auch gleich zur ersten
erkenntnis in den meisten industriellen
anlagen finden wir mehr sensoren und
aktoren betrachten wir wieder unseren
motor diesen können wir digital
ansteuern
das heißt der motor wird entweder mit
vollgas oder er steht komplett zwei
zustände
was man unbedingt wissen sollte so ein
motor wird nicht direkt von der sps
angesteuert die sps kann mit
herkömmlichen ausgaben januar 24 volt de
zu schalten
das ist zu wenig für uns ein motor
deswegen müssen wir hier ein schützte
zwischenschalten das schiff wird von der
sps angesteuert und schaltet
letztendlich die 400 volt
wechselspannung auf den motor bei einer
palette mit nur einer box ist dieses
ruckartige anfang kein problem wenn wir
aber einen ganzen stapel voller boxen
auf der palette haben könnte dass
unsanfte anfang dazu führen dass die
palette umfeld die lösung dafür ist das
analoge ansteuern des motors beim
analogen anstellen des motors können wir
diesen anhand einer so genannten raum
per hochfahren der motor startet sehr
langsam und wird dann immer schneller
sowohl beschleunigung als auch dreh
dichtem und endgeschwindigkeit können
wir hier frei definiert um das zu
realisieren erreicht uns ein schützen
nicht mehr aus wir brauchen einen
frequenzumrichter der das
betriebsverhalten des motor steuert bei
siemens nennt man dieses in mx dieser
frequenzumrichter bekommt seine
informationen aus der sps zum beispiel
über profibus profinet oder direkt
verdrahtung ich hoffe ihr seid geistig
noch dabei jetzt legen wir nämlich noch
eine schippe drauf was wir hier sehen
sind drei servomotoren naja eigentlich
sind wir nur zwei der dritte ist aber
irgendwo unter der abdeckung versteckt
dem servomotor geben wie eine genaues
opposition vorerst die erfahren soll
wir können damit ganz genau
positionieren über einen geber liefert
uns das selber mutter nämlich immer die
aktuelle ist position zurück so können
wir nachvollziehen ob der mutter auch
genau das tut was wir von ihnen
verlangen
schauen wir uns das ganze nochmals
detailliert an
nehmen wir wieder unsere sps auf der
einen seite und unseren servomotor auf
der anderen seite auch hier brauchen wir
wieder ein zusätzliches gerät um beide
miteinander zu verbinden und zwar den
sogenannten servo riegler die sps und
der serbe regler sind über im bus
systemen wie zb profinet miteinander
verbunden
die sps schick daten wie soll position
der rampe freigabe et cetera an den sehr
variieren diese steuer dann den motor an
das wichtigste merkmal beim servomotor
ist dieser kleine kasten hier
es handelt sich dabei um den sogenannten
geber oder auch encoder der geber gibt
den seglern nämlich eine rückmeldung in
welcher position er sich gerade befindet
diese ist position gelangt über unsere
profinet verbindung wieder zur sps
zurück es erreicht momentan aus wenn ihr
euch ein wort folgendes merkt wenn ich
mit einer achse sehr genau positionieren
möchte benutze ich industriellen umfeld
meist einen selber mutter mit
entsprechenden servo riegler machen wir
nun einen kleinen exkurs zu unserem
industrieroboter in der fabrik
simulation denn auch hier finden wir
selber motoren dieser robbie hat sechs
motoren und damit sechs achsen
es gibt auch ein roboter mit weniger
achsen und sehr selten auch mit mehr
achsen werfen wir die mühle marlon und
betraten wir kurz den ablauf
wahrscheinlich denkt ihr euch jetzt ohne
roboter programmierung das wird
wahrscheinlich das komplexeste thema auf
gottes erden sein
dem ist aber nicht so über unsere sps
müssen wir nicht jede achse einzeln
ansteuern
es befindet sich immer eine
steuereinheit dazwischen wie hier zum
beispiel bei kuka unsere sps sorgt der
roboter steuern eigentlich nur startete
programm 1 2 oder 3
der roboter wird dann von diesem
moralischen kosten angesteuert aber
kraft die gefahr hin dass ich jetzt
etwas abschweifen
schauen wir uns in nur einer minute die
basics der roboter programmierung an die
hobby wird über ein bedienteil wie hier
das kuka smartpad bedient bei der
programmierung störe ich den roboter
mithilfe des kleine joysticks auf die
erste position die angefahren werden
soll
nun also speichere ich diesen wert
weiter geht es zur nächsten position
auch dieser wert wird wieder gespeichert
nun ziehe ich die letzte position danach
speichert das programm beziehungsweise
die sogenannte routine ab wenn unsere
sps nur der robotersteuerung seit
startet das programm dann fährt der
reihe nach die einzelnen positionen ob
so jetzt aber wieder zurück zu unseren
aktoren nach einem sehr spannenden thema
kommt jetzt wieder ein sehr langweiliges
thema um euch etwas zu beruhigen
melde leuchten sind auch aktoren die
meisten melden leuchten können direkt an
die ausgangslage der sps gehängt werden
mehr gibt es dazu eigentlich nicht zu
sagen schauen wir uns nun zylinder und
ventile an
hier sehen wir eine problematik zylinder
es gibt natürlich auch hydraulische
zylinder diese sind jedoch etwas
seltener wenn wir große kräfte benötigen
wie zb bei einer presse arbeiten wir
meist mit hydraulik bei kleinen
anwendungen wie diese zentraleinheit
arbeiten wir meist mit pneumatik also
mit luft
und pneumatik zylinder steuern zu können
brauchen wir natürlich zunächst einmal
druckluft diese wird von einem
kompressor erzeugt in industriellen
anlagen sind diese jedoch meist deutlich
größer als der kompressor im bild der
eigentliche aktuellen diesem beispiel
ist aber unser ventil durch druckluft
schläuche verbinden wir kompressor
ventil und cee länder miteinander
die ansteuerung des ventils erfolgt über
den ventil stecker mit spule diesen
können wir normalerweise direkt an den
ausgang einer sps hängen
das ventil aus diesem beispiel arbeitet
übrigens digital
es kann nur angesteuert werden oder eben
nicht es gibt aber auch ein analog
angesteuerte sven thiel das sogenannte
proportional ventil
wir haben hier einst im einlauf und 1 im
auslauf des behälters das proportional
ventil öffnet proportional zu angelegten
spannung läge hier zum beispiel 10 volt
an öffnet das ventil komplett bei 5 volt
noch halb und bei 0 volt ist dieses
komplett geschlossen
nun sind wir am ende des kapitels
angelangt ihr solltet jetzt die
wichtigsten akteuren im industriellen
umfeld kennen
ich bedanke mich für eure aufmerksamkeit
weiter geht es zum nächsten kapitel bis
gleich
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