Robot, fejlfinding på periferiudstyr - operatør Kursus nr. XX

Transkript

1 Robot, fejlfinding på periferiudstyr - operatør Kursus nr. XX Automatik og Robot afd. EUC Sønderborg

2 Side 2 af 26 Forord Montering og betjening af robottens periferi-udstyr anvendes som teoribog og opgave kompendium på efteruddannelses kurser inden for automatik og robot området. Hvis du har kommentarer eller rettelser, kan de afleveres til din lærer eller sendes til rkm@eucsyd.dk. Robot video-manualer ligger alle på PCérne i robotlokalet, på PCéns skrivebord under mappen Robot video manualer. Alle videomanualer starter med et nr. f.eks. 04 Status indgange ABB SC5 (i dette tilfælde nr. 04) for at alle videoer ligger i rækkefølge, så de er hurtige at fine. Manualer, dette kompendium, og andet materiale ligger alle på PCérne i robotlokalet, på PCéns skrivebord under mappen KURSER og så Robottens periferi-udstyr Der er en stikordsliste på de bagerste sider i dette dokument. Version af dette dokument, se dato-tid for filnavn under sidefod HUSK at gem dine projekter på F drevet, C køre som frossen drev, så de filer der gemmes, vil slettes hver gang PCén startes op! Brugernavn og password til PCére, brug det personlige login, du har fået udleveret af din underviser.

3 Side 3 af 26 Indholdsfortegnelse Forord... 2 Indholdsfortegnelse... 3 Målformulering for dette kursus... 4 Elektriske målinger... 5 Digitalinstrument... 5 Anvendelse og opbygning... 5 Display... 6 Måleteknik... 6 Generelt... 6 Spændingsmåling... 6 Indstilling... 7 Strømmåling... 7 Indstilling... 7 Modstandsmåling... 7 Indstilling... 7 Diodetest... 7 Nøgleskema... 9 Kontakter... 9 Styrestrømsforbrugere Strømveje Slutte/brydekors Symboler Nøgleskema PLC-styring OG-funktion ELLER-funktion Kombinatorisk Programeksempel Tilslutningsdiagram PLC-program Program beskrivelse Øvelse : Nøgleskema Stikordsregister... 26

4 Side 4 af 26 Målformulering for dette kursus Titel: Robot, fejlfinding på periferiudstyr - operatør Varighed: 2,0 dage Efter gennemført uddannelse kan deltageren på begynderniveau modulfejlfinde på industrirobottens periferiudstyr ved hjælp af dokumentation og måleudstyr, som anvendes på industrielle produktionsanlæg. Deltageren kan anvende et multimeter for fejlfinding, herunder kende til elektriske grundbegreber. Deltageren kan på begynderniveau, foretage udbedring af fejl på periferiudstyr, herunder udskifte defekte moduler. Deltageren kan overholde gældende sikkerhedsregler ved arbejde på robotanlæg.

5 Side 5 af 26 Elektriske målinger Digitalinstrument Anvendelse og opbygning Digitale måleinstrumenter anvendes i mange tilfælde, da disse er meget robuste og tåler derfor ret store fysiske påvirkninger. De anvendes i stor udstrækning på reparationsværksteder og i forbindelse med fejlfinding på maskinanlæg. Et meget anvendt instrument er digitale multimeter. Instrumentet er forsynet med flere måleområder for både AC og DC spænding, samt måleområder for strøm og modstand. Foruden disse områder kan det også være forsynet med specielle måleområder for f.eks. gennemgang, temperatur, diodetest og lignende. Hovedparten af de digitale instrumenter er forsynet med automatisk områdeskift, dvs. at instrumentet selv skifter mellem måleområderne. Det digitale instrument er almindeligvis forsynet med 3 til 5 cifre og med flydende komma. Ofte er det mest betydende ciffer kun et halvt ciffer. Det betyder at det kun kan vise tallet 1. Et sådant instrument, som benævnes 3,5 ciffer, kan maksimalt vise 1999, medens et 4 ciffer instrument kan vise 9999.

6 Side 6 af 26 Display Når der tændes for instrumentet, tændes hele displayet, og instrumentet foretager en selvtest. På et Fluke 23 bliver digitalvisningen opdateret 2,5 gange pr. sekund, mens analogvisningen opdateres 25 gange pr sekund. OL betyder overload, og vises når måleværdien er større end måleområdet. Et batteri symbol tændes i displayet, når batteriet har ca. 100 driftstimer tilbage. Måleteknik Generelt Et universalinstrument kan anvendes til måling af strøm, spænding og modstand. I dag anvendes som regel et digitalinstrument, der foruden de nævnte målinger kan udføre en række specialmålinger, som fx temperatur, diodetest o. lign. Digitalinstrumentet er som regel mere robust og billigere end et tilsvarende viserinstrument. Et digitalt universalinstrument eller digital multimeter, er typisk forsynet med flere måleområder for både vekselspænding og jævnspænding samt måleområder for strøm og modstand. Spændingsmåling Hvis man ønsker at måle spændingen på tilsluttes instrumentet parallelt over målepunktet. Spændingen aflæses på displayet.

7 Side 7 af 26 Indstilling Med omskifteren vælges en af de 3 muligheder for spændingsmåling: Vekselspænding V Jævnspænding V = Jævnspænding 300 mv = I måleområdet 300 mv angives den målte værdi i mv. Strømmåling Hvis man ønsker, at måle strømmen i et kredsløb tilsluttes et instrumentet i serie med belastningen. Kredsløbet afbrydes før instrumentet indskydes. Indstilling Med omskifteren vælges en af de to muligheder for strømmåling. Der kan vælges mellem vekselstrøm og jævnstrøm, A ~ eller A=. Ved strømmålinger indtil 300 ma anvendes bøsningerne 300 ma og COM, som vist på tegningen. Ved målinger op til 10 A anvendes bøsningerne 10 A og COM. Modstandsmåling Hvis man ønsker at modstanden i glødelampen tilsluttes et ohmmeter. Et ohmmeter må kun tilsluttes i spændingsløs tilstand. Indstilling Diodetest Omskifteren sættes i position Ω. Tilslut måleledningerne til Ω og COM, som vist på tegningen. Instrumentet kan anvendes til at gennemmåle en diodestrækning.

8 Side 8 af 26 Instrumentet viser gennemslagsspændingen i V. Er gennemslagsspændingen mindre end 0,7 V, gives et kort lydsignal.

9 Side 9 af 26 Nøgleskema Generelt Et nøgleskema er en oversigt over, hvorledes komponenter indgår i et elektrisk styrekredsløb. Komponenterne indtegnes i skemaet mellem to vandrette linier, der skal symbolisere forsyningsspændingen. Spænding Forsyningspændingen i kredsløbet er bestemt af styrestrømsforbrugernes mærkespænding. Spændingen vil som ofte være 24 V eller 230 V. 230 V I dette afsnit er der anvendt 220 V styrespænding Krav For at kunne lave en styring efter en tegning er det nødvendigt at have nogle faste regler for tegninger. Disse regler er nærmere beskrevet af Dansk standard (DS). Kontakter Kontakter tegnes altid uaktiverede og med bevægelse fra venstre mod højre. Symboler Der findes to grundtyper: Sluttekontakt Brydekontakt Tegningen ovenfor viser en sluttekontakt, som slutter en elektrisk forbindelse ved aktivering.

10 Side 10 af 26 Tegningen ovenfor viser en brydekontakt, som bryder en elektrisk forbindelse ved aktivering. Tegningen ovenfor viser en startkontakt, som er en håndbetjent fjederpåvirket sluttekontakt, der anvendes til start af en kontaktor. Trykknappen er grøn og mærket I. Tegningen ovenfor viser en stopkontakt, som er en håndbetjent fjederpåvirket brydekontakt, der anvendes til stop af en kontaktor. Trykknappen er rød og mærket 0 Styrestrømsforbrugere Til forbrugere af styrestrøm er der i almindelige styringer to typer: Signallamper Kontaktorspoler Tegningen ovenfor viser en signallampe, der anvendes til tilbagemeldinger fra styringen. Tegningen ovenfor viser en spole, som anvendes til at trække den enkelte kontaktor eller relæ.

11 Side 11 af 26 Strømveje En strømvej er en lodret linie, der gennem eventuelle kontakter og styrestrømsforbrugere forbinder de to vandrette linier. 230 V Nøgleskemaet læses ved at starte i øverste venstre hjørne og læse lodret ned, når der er en strømvej. 230 V For bedre at kunne overskue et nøgleskema er de enkelte strømveje nummereret fortløbende. Mærkning Komponenterne i et nøgleskema skal mærkes med bestemte bogstaver og fortløbende numre. Fx skal signallamper mærkes med bogstavet H. Den første lampe i skemaet mærkes H1, den næste H2 osv. Styrestrømsforbrugere placeres nederst i skemaet, hvor den ene pol forbindes til nul. Kontakter placeres i den øverste del.. Betjeningskontakter benævnes S

12 Side 12 af 26 Signallamper benævnes H Kontaktorer benævnes K Sikringer og motorværn benævnes F Slutte/brydekors 230 V Ved store styringer er der ofte mange strømveje mellem kontaktorspolen og de tilhørende kontakter. Der laves der under hver spole et slutte/bryde kors. Ud fra korset kan der aflæses, hvor i skemaet (i hvilken strømvej) kontaktoren har slutte eller brydekontakter.

13 Side 13 af 26 Symboler Nøgleskema

14 Side 14 af 26

15 Side 15 af 26 PLC-styring Generelt PLC-systemer er i dag en fast del af næsten enhver automatisk styring. Siden fremkomsten af de første PLC er i begyndelsen af halvfjerdserne er der sket en enorm udvikling, både teknisk og økonomisk, således at man i dag står med et produkt med væsentlig større kapacitet end tidligere. PLC erne har fået større ydeevne, hvis der ses på instruktionssæt, lagerkapacitet, hastighed, antal ind/udgange, behandling af analoge signaler, programmeringsenheder og kommunikationer mellem forskelligt udstyr. På samme tid er prisen på det enkelte produkt blevet mindre og derved opstår en økonomisk gevinst selv ved mindre automatiseringsopgaver. Kendetegn I det efterfølgende er der en kort forklaring af de specielle kendetegn, som normalt hæftes på en PLC. PLC er en forkortelse for Programmerbar Logisk Controller. En PLC er baseret på de logiske grundfunktioner AND, OR og NOT. De enkelte logiske funktioner programmeres i PLC en. Foruden disse findes der normalt følgende funktioner: Timer Tæller Flipflop Skifteregistre Der findes som regel også en række specialfunktioner, som fx sammenligningsled, regnefunktioner, logiske wordfunktioner og lignende. En PLC er normalt beregnet til at håndtere digitale signaler. På mange PLCsystemer er der dog mulighed for at udvide med analog signalbehandling.

16 Side 16 af 26 Billedet viser en Siemens S7 PLC. Systemstruktur Ind- og udgangskort Ind- og udgangskortet er interface til PLC en. Det vil sige de danner en forbindelse mellem processen og PLC en.

17 Side 17 af 26 Indgangskortet skal tilgodese følgende: Tilpasse processens styrespænding til PLC ens, som typisk er 5 V Fjerne støj og kontaktprel Sikre galvanisk adskillelse Udgangskortet skal tilgodese følgende: Tilpasse PLC ens spænding på 5 V til processens styresignaler Fjerne induktionspændinger Sikre galvanisk adskillelse Ind- og udgangskort findes til en række forskellige spændinger. I diagrammet er der anvendt 24 V forsyning, hvilket er det mest normale. Galvanisk adskillelse betyder, at der ikke er elektrisk forbindelse mellem processens styrespænding og PLC en. Signalet overføres via lys ved hjælp af en optokobler. På udgangskortet er det vigtigt at fjerne induktionsspændinger. De kommer, når en magnetspole kobles ud. Beskyttelsen kan foretages med en slukkediode. Ind- og udgangskort er forsynet med en lysdiode, der indikerer, om ind- eller udgangen er aktiv. Styreprogram Dette program er udviklet af PLC-fabrikanten. Det er i denne del af programmet, at PLC ens instruktionssæt er placeret. Styreprogrammet muliggør, at en almindelig standard mikroprocessor kan anvendes til en PLC. Et styreprogram er normalt lagret på en EPROM, og der er ingen mulighed for at ændre dette program. Brugerprogram Dette program er selve PLC-programmet, som programmeres af programmøren. Programmeringsenhed Der tilsluttes normalt en ekstern programmeringsenhed, som enten kan være en håndprogrammeringsenhed eller en computer med et specielt PLC program. CPU CPU, der står for Central Processing Unit, er det kredsløb, som foretager alle de logiske beregninger. Det er CPU en, der styrer afviklingen af programmet samt håndterer kommunikationen mellem de enkelte blokke i PLC en. Statusregister Statusregistret indeholder status for alle værdier, som bliver beregnet i PLC en. In In er status for alle PLC ens indgange. PLC-program Out Out er status for alle PLC ens udgange Flag Flag er status for interne flag Timer Statusregister for timer Counter Statusregister for tæller Generelt PLC-programmet indtastes af programmøren. Programmet indeholder logiske instruktioner, som skal beskrive styringens funktion. Programmet kan fremstilles i ladderdiagram, logikdiagram eller i instruktionsliste.

18 Side 18 af 26 Ladderdiagram En af de standarder, som bruges ved programmering af en PLC er den amerikanske standard for et nøgleskema. Disse skemaer kaldes også et ladderdiagram eller på dansk et stigediagram. Diagrammet viser et nøgleskema med 2 kontakter i serie. Udgangen K1 styrer K2 igennem en brydekontakt. Diagrammet viser den samme styring som i det ovennævnte eksempel, men nu er diagrammet tegnet i ladderdiagram. I det efterfølgende vil vi gennemgå de enkelte grundkoblinger, hvor de tegnes i nøgleskema, ladder- og logikdiagram.

19 Side 19 af 26 OG-funktion Diagrammet viser 3 kontakter i serie. For at K1 kan blive aktiv skal alle tre indgange være logisk 1.

20 Side 20 af 26 ELLER-funktion Diagrammet viser 3 kontakter i parallel. For at K1 kan blive aktiv skal en af de tre indgange være logisk 1.

21 Kombinatorisk Kombinatorisk betyder at kredsløbet indeholder en kombination af OG, ELLER og IKKE led. Diagrammet viser 2 kontakter i parallel, som er i serie med en kontakt. For at K1 kan blive aktiv skal S1 eller S2 og S3 være logisk 1.

22 Side 22 af 26 Programeksempel Styringen skal styre en pumpe i en pumpebrønd. Signalet for henholdsvis høj og lav niveau, fås fra 2 niveauvipper, som er placeret i pumpebrønden. Den ene vipper starter pumpen ved høj niveau, mens den anden stopper den ved lav niveau. Tilslutningsdiagram PLC-program

23 Side 23 af 26 Program beskrivelse S2 og F1 er logisk 1 i hvileposition, hvilket medfører at de er aktive i ladderdiagrammet. Når startknappen S1 aktiveres trækker M 0.0 og giver selvhold over S1. M 0.0 er et intern flag i PLC en. Ved høj vandstand er E 0.3 logisk 1, hvis M 0.0 er aktiv vil det medfører at udgangen A 2.0 bliver aktiv. A 2.0 giver selvhold over E 0.3. Når vandstanden er faldet til lav niveau afbryder E 0.4 og pumpen stopper igen. Hvis der sker en overbelastning af pumpen, afbryder motorværnet F1, hvilket medfører at E 0.2 bliver logisk 0. Når den bliver 0 falder M 0.0 ud, hvilket igen medfører at pumpen også udkobles. Samtidigt gives alarm fordi E 0.2 trækker udgangen A 2.1.

24 Side 24 af 26 Øvelse : Nøgleskema Ydre og indre signaler kan prioriteres som overordnede og underordnede funktioner. I de tre nøgleskemaer er der tre forskellige overordnede funktioner. Noter under de tre diagrammer, hvilken af disse tre der er fremherskende som overordnet funktion ( start-, stop og holdefunktion) Hvilken funktion har højest prioritet for første kontaktor K1 S2 (stop), S1 (start) eller K1 (selvholds funktionen) Svar Hvilken funktion har højest prioritet for første kontaktor K2 S3 (stop), S4 (start) eller K2 (selvholds funktionen) Svar

25 Side 25 af 26 Hvilken funktion har højest prioritet for første kontaktor K1 S5 (stop), S6 (start) eller K3 (selvholds funktionen) Svar

26 Side 26 af 26 Stikordsregister batteri; 6 Kawasaki; 2 Målformulering; 4 Relæteknik; 13 Robot video manualer; 2 Spænding; 9 video; 2 videoer; 2