Steuerung eines Häckslers für Holzabfälle

[larry27de]

Hallo zusammen.

Ich möchte die Steuerung eines Holzhäckslers für meine Schreinerei mittels einer easy SPS realisieren.
Die ursprüngliche Steuerungstechnik ist nicht mehr vorhanden. Ich habe jedoch Stromlaufpläne und eine Stückliste.
Im Original wurde eine Siemens S5 verwendet. Ich hätte jetzt die Möglichkeit eine solche SPS gebraucht zu erstehen. Aber die zur Programmierung nötige Software würde ziemlich viel Geld kosten. Das lohnt nicht, bei einmaliger Benutzung. Daher hatte ich nun an die easy Lösung gedacht. Ich denke, vom Funktionsumfang her, sollte das Ding ausreichen. Soweit ich es überblicke, benötige ich acht Eingänge und sechs Ausgänge.
Da meine SPS Kenntnisse schon ziemlich lange nicht mehr benutzt wurden, wende ich mich mal hier an die Spezialisten.
Die Maschine besteht aus einem Drehstrommotor mit 7,5Kw, der die Häckselwelle antreibt und einem weiteren Drehstrommotor mit 0,7Kw, der die Hydraulikpumpe versorgt. Die Hydraulik besteht aus einem 4/3 Wege Ventil, einem doppelt wirkenden Zylinder und einem Druckschalter (Öffner). Der Zylinder fördert das Häckselgut mittels eines Schiebers zur Häckselwelle und soll jeweils bei erreichen eines einstellbaren Drucks, die Vorschubrichtung wechseln.
Der Funktionsablauf der Maschine wäre wie folgt:
-Taster S1 zum Einschalten
-Öffner S3 geschlossen (Sicherheitsschalter Deckel zu)
-Hauptmotor mit Häckselwelle läuft für 3sec rückwärts um den Häckselkanal frei zu machen
-Hauptmotor mit  Häckselwelle läuft richtig rum
-jetzt kann Schalter S6 zur Aktivierung der Hydraulikpumpe eingeschaltet werden
-Schieber fährt ganz auf (Endlage) bis Druckschalter S4 öffnet
-Schieber fährt in die andere Richtung (Pressen) bis Druckschalter S4 erneut öffnet
-ab hier Wiederholung ab vorletzten Schritt (Schieber fährt zwischen den Druckpunkten hin und her)

Ich habe schon ein wenig mit der Software easysoft8 herumexperimentiert.
Mindestens zwei Probleme bekomme ich aber nicht in den Griff:
-Wie schaffe ich es, dass der Motor zuerst für einige Sekunden falsch herum läuft?
-ich schaffe es den Hydraulikzylinder einfahren zu lassen und mittels Druckschalter die Schubrichtung zu ändern, aber sobald der Druck dann abfällt und der Druckschalter schließt (Öffner), ändert die Steuerung erneut die Richtung.
Die Maschine hat auch noch zwei Stromabhängige Relais. Relais 1 soll den Vorschub des Schiebers zusätzlich zum Druckschalter begrenzen. Relais 2 soll die Drehrichtung der Häckselwelle lastabhängig ändern können. Diese beiden Teile halte ich aber für optional.
Ich hänge meine Bedatung mal hier an.
Vielleicht kann mir ja jemand auf die Sprünge helfen.
Vielen Dank im Voraus!
Schöne Grüße!
Tom

[w.sprungmann]

Hallo Tom,
sende auch mal die Stromlaufpläne zu.
Wie funktioniert die Häckselwelle, mit einer Wendeschützschaltung Rechts-, Linkslauf?
Mach mal ein paar Bilder der Anlage.
Der Sicherheitsschalter S3 muss in die Hardware eingebunden werden, auch mit einem Sicherheitsrelais, zB. Pilz
Also sind ein paar wichtige Fragen zur Sicherheit zu klären.
Gruß Wilhelm

[larry27de]

Guten Morgen Wilhelm.
Vielen Dank für die rasche Antwort.
Anbei findest Du die Stromlaufpläne und die Bedienungsanleitung der Maschine.

Der Motor wird mit einem Wendeschütz gesteuert und treibt über ein Getriebe die Häckseltrommel an.
Für die Sicherheit sind ein Not-Aus Schalter, ein kapazitiver Näherungschalter am Einfülldeckel und ein Öltemperatursensor in Hardware verbaut. Das Ganze würde natürlich mittels Sicherungen und FI in einem zugelassenen Schaltkasten installiert werden. Dies macht später der Elektriker. Ich bin für die Funktion der Mechanik und das SPS Programm zuständig.

Vielen Dank für die Unterstützung!
Schöne Grüße!
Tom

[radar17892]

Hallo Tom,
das lässt sich recht einfach mit einer Schrittkette lösen. Es ist ja immer wieder der selbe Ablauf.
Es sind aber laut Plan mehr Ausgänge als die 4 vom Grundgerät, da würde ich eine kleine Erweiterung 8TE1 oder 8RE1 noch dranhängen.

Gruß Thomas

[larry27de]

Hallo Thomas.

Ja, eine Erweiterung ist angedacht und wohl auch nötig.
Ich habe jetzt mit allem Möglichem rumexperimentiert.
Flip Flop
Steigende Flanke
Fallende Flanke
setzen
rücksetzen
Leider alles ohne Erfolg.
Es liegt daran, dass es nur diesen einen Öffner (Druckschalter) gibt, der die Schubrichtung des Zylinders umkehrt.
Ich denke auch, eigentlich ist die Steuerung kein großes Ding.
Wie richte ich denn eine Schrittkette ein? Leider ist die Anleitung nicht der Burner...

Vielen Dank im Voraus!
Gruß
Tom

[radar17892]

Ich hab dir mal einen Programmentwurf gemacht.

Code: [Auswählen]

//Taktgeber, 100ms Flanke erzeugen
T01 (
EN := NOT T01Q1,
RE := ,
ST := ,
I1 := T#95ms,
I2 := ,
Q1 => ,
QV => );

//Schrittkette Ablauf
// MW05 ist die interne Zählvariable
CASE MB07 OF
//Initialisierung, alles resetten
0:  MW05:= 0; //Zählvariable resetten
Q01:= false;
Q02:= false;
Q03:= false;
Q04:= false;
Q17:= false;
Q18:= false;
MB07:=1;
//Startbereit, warte auf start
1:  IF I02 AND I03 AND I01 THEN
    M01:= true;
    MB07:= 2;
    END_IF;
//K12 Einschalten nach 1s
2:  IF NOT I02 OR NOT I03 THEN //Stop erkannt
    MB07:=15;
    END_IF;    
IF T01Q1 THEN //Takte hochzählen
    MW05:= MW05 + 1;
    END_IF;
    IF MW05 > 10 THEN //nach 1s
    Q03:= true; //Hydraulik freigeben
    MW05:= 0; //Zählvariable resetten
    MB07:= 3; //weiter zu 3
    END_IF;    
//Hauptantrieb 3s rückwärts
3:  IF NOT I02 OR NOT I03 THEN //Stop erkannt
    MB07:=15;
    END_IF;
IF T01Q1 THEN //Takte hochzählen
    MW05:= MW05 + 1;
    END_IF;
    IF MW05 > 10 THEN //nach 1s
    Q02:= true; //Hauptantrieb rückwäts ein 
    END_IF;
    IF MW05 > 40 THEN //nach weiteren 3s
    Q02:= false; //Hauptantrieb wieder aus
    MW05:= 0; //Zählvariable resetten
    MB07:= 4; //weiter zu 4   
    END_IF;
//3s warten bis Hauptantrieb steht
4:  IF NOT I02 OR NOT I03 THEN //Stop erkannt
    MB07:=15;
    END_IF;
IF T01Q1 THEN //Takte hochzählen
    MW05:= MW05 + 1;
    END_IF;
    IF MW05 > 30 THEN //nach 3s
    MW05:= 0; //Zählvariable resetten
    MB07:= 5; //weiter zu 5
    END_IF;
//Hauptantrieb vorwäts einschalten
5:  IF NOT I02 OR NOT I03 THEN //Stop erkannt
    MB07:=15;
    END_IF;
IF T01Q1 AND I06 THEN //Takte hochzählen
    MW05:= MW05 + 1;
    END_IF;
    IF (MW05 > 30) AND I17 AND I06 THEN //Hauptantrieb ist hochgelaufen und Hydr ein
    MW05:= 0; //Zählvariable resetten
    MB07:= 6; //weiter zu 6
    END_IF;
//Vorschub zurück fahren   
6: IF NOT I02 OR NOT I03 THEN //Stop erkannt
    MB07:=15;
    END_IF;
    IF T01Q1 AND (MW05 < 10) THEN //10 Takte hochzählen
    MW05:= MW05 + 1;
    END_IF;
    Q17:= false;
    Q18:= I17 AND I04 AND (MW05 > 5); //MV2 0,5s verzögert ein
IF NOT I04 AND I17 THEN //Druck erreicht
Q18:= false;
MW05:= 0; //Zählvariable resetten
MB07:= 7; //weiter zu 7
END_IF;
//Vorschub vor fahren   
7: IF NOT I02 OR NOT I03 THEN //Stop erkannt
    MB07:=15;
    END_IF;
    IF T01Q1 AND (MW05 < 10) THEN //10 Takte hochzählen
    MW05:= MW05 + 1;
    END_IF;
    Q17:= I17 AND I04 AND (MW05 > 5); //MV1 0,5s verzögert ein ###Hier soll noch das Stromrelais rein###
    //Q17:= I17 AND I04 AND I07; //MV1 ein, wenn Strom nicht zu hoch
IF NOT I04 AND I17 THEN //Druck erreicht
Q17:= false;
MW05:= 0; //Zählvariable resetten
MB07:= 6; //weiter zu 6
END_IF;
   
//Stopschritt, hier wird sofort alles ausgeschaltet 
15: MW05:= 0; //Zählvariable resetten
Q01:= false;
Q02:= false;
Q03:= false;
Q04:= false;
Q17:= false;
Q18:= false;
MB07:=1;  //gehe zurück zu 1
ELSE
MB07:=0; // irgendwas ist schief gegangen, gehe zu INIT
END_CASE;
;


Wie soll der Handrücklauf S5 eingebunden werden?
Welches Stromrelais ist für welche Funktion?

Gruß Thomas

[larry27de]

Hallo Thomas.

Super!
Vielen Dank für Deine Mühe!
Da zeigt sich doch, dass ich mit meinen rudimentären Kenntnissen der SPS Programmierung, schon in diesem relativ einfachen Fall, ziemlich aufgeschmissen bin.
Ich versuche gerade Deine Programmierung zu verstehen. Ich habe ganz früher mal ein wenig C++ und vor einiger Zeit mal Mathlab programmiert. Daher kommt mir die If Then Schleife bekannt vor. Also es ist noch nicht alles verlorenhttp://easy-forum.net/Smileys/yarex2/grin.gif
Ich frage mich allerdings, wie ich das mittels der Funktionsbausteine im FUP hätte programmieren sollen...
Zu Deiner Frage.
Laut Anleitung heißen die Schütze folgendermaßen:
K0= Sanftanlaufschaltung Hauptmotor (habe ich im Schaltplan aber nirgends gefunden)
K1 und K2= Wendeschütze vom Hauptmotor
K6= Hydraulikpumpe
K13= Stromrelais für lastabhängigen Vorschub
K14= Stromrelais für lastabhängige Drehrichtungsänderung
R1= Relais für MV vor
R2= Relais für MV zurück
K12= Relais für Absaugung (wird nicht benötigt)

Nach mal vielen vielen Dank für die Hilfe!

Schöne Grüße!
Tom

[larry27de]

Eine Frage habe ich noch vergessen zu beantworten.

S5 soll ein Taster sein, der den Zylinder so lange zurückfahren lässt, wie er betätigt wird. Das Ganze soll auch funktionieren ohne das der Hauptmotor läuft. Also Hydraulikpumpe unabhängig vom Hauptmotor. Wenn die Maschine mal zuhängt, muss gewährleistet sein, dass man den Schieber zurückfahren kann um den Materialstau beseitigen zu können.

Schöne Grüße!
Tom

[radar17892]

Lass es mal in der Simu laufen und beobachte was passiert. Vlt wird es da klarer.
Es ist alles Kommentiert was gemacht wird. "IF THEN" ist ja nur ein "Wenn das, dann mache das"
Mit dem Timer erzeuge ich eine 100ms Taktflanke. Mit dieser einen Flanke zähle ich in den Schritten das Merkerwort 5 hoch und spare somit eine menge Timer. Ist zB das MW5 > 10 , dann ist 1s rum. Ich warte also immer nur auf die Weiterschaltbedingung und gehe dann zum nächsten Schritt.

S5 soll ein Taster sein, der den Zylinder so lange zurückfahren lässt, wie er betätigt wird. Das Ganze soll auch funktionieren ohne das der Hauptmotor läuft. Also Hydraulikpumpe unabhängig vom Hauptmotor. Wenn die Maschine mal zuhängt, muss gewährleistet sein, dass man den Schieber zurückfahren kann um den Materialstau beseitigen zu können.

Das ist nicht so ganz kompatibel mit dem Schaltplan, da ja erst K12 und S6 die Pumpe einschalten.
K12 geht mit dem Starttaster an und da kommt auch schon die Startsequenz Hauptantrieb.

Gruß Thomas

[larry27de]

Hallo Thomas.

So langsam komme ich dahinter ;-)
Alles was in den If Then Schleifen steht ist mir nun soweit klar.
Was diesen Zähltimer angeht, weiß ich nun dass er für die Schrittzählung nötig ist, aber da fehlt mir das tiefere Wissen.
Ich habe das Ganze mal simuliert und noch den Ausgang Q1 eingefügt. Nun läuft das Ganze schon mal sehr schön.
Vielen Dank bis hier hin!!!!

Mir ist aufgefallen, dass die Schubumkehr erst erfolgt, wenn der Druckschalter Hydraulik (S4) wieder geschlossen ist. Das funktioniert aber in der Realität leider so nicht, da der Druck im System ja erhalten bleibt wennn das 4-3 Wegeventil stromlos wird. Es verschließt einfach beide Abgänge und schließt die Druckseite mit dem Rücklauf kurz. Das bedeutet, sobald der Druckschalter auslöst (und während der Öffner darin noch offen ist), muss schon die Schubumkehr erfolgen. Ich versuche mich mal da reinzudenken und eine Lösung zu finden.

Finde ich total super, dass einem hier so qualifiziert geholfen wird!
Vielen Dank!

Schöne Grüße!
Tom

[radar17892]

Ich habe das Ganze mal simuliert und noch den Ausgang Q1 eingefügt.

Ja hatte ich doch vergessen in Schritt 5

Code: [Auswählen]

//Hauptantrieb vorwäts einschalten
5:  IF NOT I02 OR NOT I03 THEN //Stop erkannt
    MB07:=15;
    END_IF;
IF T01Q1 AND I06 THEN //Takte hochzählen
    MW05:= MW05 + 1;
    END_IF;
            IF MW05 > 10 THEN //nach 1s
    Q01:= true; //Hauptantrieb vorwärts ein 
    END_IF;
    IF (MW05 > 30) AND I17 AND I06 THEN //Hauptantrieb ist hochgelaufen und Hydr ein
    MW05:= 0; //Zählvariable resetten
    MB07:= 6; //weiter zu 6
    END_IF;


Mir ist aufgefallen, dass die Schubumkehr erst erfolgt, wenn der Druckschalter Hydraulik (S4) wieder geschlossen ist. Das funktioniert aber in der Realität leider so nicht, da der Druck im System ja erhalten bleibt wennn das 4-3 Wegeventil stromlos wird. Es verschließt einfach beide Abgänge und schließt die Druckseite mit dem Rücklauf kurz. Das bedeutet, sobald der Druckschalter auslöst (und während der Öffner darin noch offen ist), muss schon die Schubumkehr erfolgen. Ich versuche mich mal da reinzudenken und eine Lösung zu finden.

Das ist wohl ein Verständnisproblem.
Wie ist es dann mit dem Stromrelais, wenn der Hauptmotor vollast hat und das K13 abschaltet sollte doch der Vorschub anhalten um die Last zu verringern. Dann würde doch der Druckschalter auch abschalten, weil Ventil zu.

Eventuell müsste wegen der Handbedienung Vorschub zurück die Schrittkette komplett überarbeitet werden.

[larry27de]

Hallo Thomas.

Ich denke der Ablauf ist wie folgt:
Wenn das Stromrelais K13 auslöst, muss, unabhängig vom Druck in der Hydraulik, der Schieber in Richtung "AUF" fahren bis K13 wieder abfällt oder der Druckschalter wegen Endlage "Zurück" anspricht.
Das muss dann wohl noch in den Schritt 7 eingebaut werden.

Habe noch weiter probiert an der Schubumkehr, aber so klappt es leider noch nicht. Vielleicht muss man jeweils einen neuen Schritt zur Erkennung "Druck erreicht" einfügen?
Ich hänge mal meine Version hier an.

Gruß und Dank!
Tom