Op deze pagina kan je EDULAB projecten terugvinden die met robotica te maken hebben. Robots hebben me sinds als ik klein was geïnteresseerd. Als het maar bewoog of knipperde 🙂
Als sturingen gebruik ik arduino’s, RPi’s en dergelijke. Ook op de verschillende andere pagina’s van EDULAB kan je dergelijke projecten vinden.
Bouw van een PLC gestuurde sorteerband met HMI
Ik heb met mijn studenten reeds 2 sorteerbanden ontwikkelt als eindwerk. Hierbij hebben ze zowel met Arduino als een PLC een zelfgebouwde sorteerband proberen aan te sturen. Het resultaat kan je hier bewonderen.
Mijn studenten 6METRO tonen hier, op een BITL bijeenkomst van RTC Antwerpen, hun laatst stand van zaken van hun sorteerbanden.
Een student aan het werk met het programmeren van een Siemens PLC met TIA Portal.
Bouw van een sorteerband, voorzin van 3D geprinte onderdelen, en gestuurd door een Arduino.
Om nu te begrijpen hoe alles werkt, heb ik thuis zelf een sorteerband ontworpen. Ik heb eerst een simpele opstelling gemaakt met recupe IR sensoren en een bestaande rolband. Bij deze rolband heb ik de servo motor verandert door een stappenmotor. Zo kreeg ik dezelfde setup als de studenten.
Test opstelling met veel kleefband. Gewoon de hardware al eens testen met eenvoudige programma’s terwijl ik wachtte op montage onderdelen van o.a. Ali express.
De nodige bedrading om eerste experimenten te doen.
De sensoren werden even vervangen door een breadboard met knoppen. Zo kon ik reeds in de debugger al zien of de IO juist functioneerde.
Via 123D kocht ik de nodige aluminium baren en beschermingen. Hiermee bouwde ik, net als de studenten, een stevige constructie waar de PLC en rolband in zouden gemonteerd worden. Het nodige zaag -en boorwerk werd gedaan om tot een mooie stevige constructie te komen.
Daarna werd de prototype fase omgezet in een flinke schakeling. Buiten het nodige zekeringswerk werden ook 2 steppermotor drivers gemonteerd en aangesloten. 1 motor drijft de rolband aan. De andere mengt de snoep in de tank.
Doel van de oefening: nadat eerst het bakje aan de rechtse kant uitgelijnd wordt, zal het bakje onder de tank gerold worden. Dan zal vanuit de tank er een beetje snoep in het bakje belanden. Uiteindelijk zal het bakje verder naar links rollen en daar stoppen bij de IR sensor. Alles natuurlijk zichtbaar en bestuurbaar maken op de HMI (het PLC scherm).
De stepper drivers type TB6600 van Ali en D8-3 van Igus kunnen heel handig aangestuurd worden via een clock/STEP en een direction draad. Merk op dat de signalen uit de PLC, die werkt op 24V, met een 2k2 ohm weerstand verbanden zijn met de driver inputs. Die kunnen maar 5V Arduino signalen aan!
We moeten namelijk de led van een optokoppelaar aansturen, die als veilige galvanische scheiding dient voor de driver inputs van de TB6600.
R = 2k2, de controller is bij ons de 24V PLC output.
De IR sensoren zijn van OMRON. Ze werken op 24V. Ideaal. Alleen zijn deze E3V3-T61 types zo gemaakt dat de uitgang een belasting verwacht in het open collector circuit.
I.p.v. een relais te gebruiken als belasting, hebben we een 4k7 weerstand tussen de Brown en Black connectie voorzien. Zo kan de open collector via de Black connectie de uitgang laag trekken als er IR licht valt op de sensor. Deze uitgang kunnen we dan direct verbinden met de PLC ingang. Geen weerstand in serie nodig want de 24V spanning zit goed.
De sensors waren van verschillende afmetingen, dus moest er hier en daar wel wat aangepast worden via een 3D plaatje. Zo kon ik alles wel netjes monteren.
Na het aansluiten van alle elektronica was het tijd voor het maken van de snoep sorteerder. Hier ben ik gestart van een ontwerp van de studenten. Na het printen heb ik hier en daar wel wat moeten aanpassen om de sorteerbak op de juiste plek te krijgen. Maar het is gelukt (zie foto hoger op deze site).
Tijdens het uitwerken van de mechanische opstelling heb ik ook al geëxperimenteerd met het HMI scherm. Vooral het juist connecteren via het net (IP adressen goed instellen) en de juiste versie te voorzien op de PLC van het HMI scherm vroegen wel wat extra aandacht. Daarna konden de nodige knoppen en figuren aangemaakt worden om zo een mooi, handig HMI scherm te programmeren.
Animaties kunnen bekomen worden door verschillende figuren (vb de mixer of motor) over elkaar te plaatsen en in het programma wel of niet te tonen. Ook de snelheden van de motoren kan nog handmatig ingesteld worden.
Tenslotte kruipen er nog vele uren in om een goed programma te schrijven om de band te laten doen wat we echt willen. Leuke ervaring dus met TIA portal van Siemens. In het programma wordt met grafcet gewerkt om de vele stapjes netjes na elkaar te laten gebeuren.
PLC stuurdoos om 1200 beter te leren kennen
Om nog meer kennis op te doen over de PLC1200 met TIA Portal, heb ik mezelf een testomgeving gebouwd. Zo kan ik met deze testkit zowel analoge ingangen leren inlezen (potmeter) als aansturen (analoog meetinstrument). Daarnaast kan ik digitale ingangen inlezen (schakelaars) en aansturen (LED’s en 24V uitgangen). Tot slot zit er ook een stappenmotor in de kit die toelaat aangestuurd te worden. Wel even opgelet, de basis PLC 1200 heeft geen mogelijkheid om pulsen voor de stappenmotor te genereren. We moeten hiervoor een extra plug-in bordje voorzien op de PLC waar we deze signalen dan kunnen uithalen.
Afgewerkte stuurkast om de PLC1200 te testen. De voor- en achterkant zijn gelaserde platen. Netjes.
De uitbreidingsmodule van Siemens om stappenmotoren met een eenvoudige PLC1200 toch te kunnen aansturen. Zeker als je enkel digitale relais uitgangen hebt op jouw PLC. Want een relais kan je echt niet aan een hoog tempo schakelen.
Uren soldeerplezier voor de bedrading en montage van de testkit.
Merk op dat er een kleine PCB is voorzien om de meter correct aan te sturen. De maximum analoge uitgangsspanning/stroom van de PLC moet overeenkomen met de maximum uitslag van de wijzer.
De achterzijde bevat een TB6600, een zekering voor de voeding en enkele 24V aanstuurbare uitgangen.
Met deze testkit kom je al best ver in het ontdekken van de werking en programmatie van de PLC1200 en TIA Portal. Uiteindelijk toch weer een hele aanpassing naar deze omgeving als het jaren geleden is dat je nog met S5 en S7 hebt gewerkt. Maar het is zeker te doen 🙂