Erweiterung der Seilwinde

Im zweiten Jahr der Ausbildung zum staatlich geprüften Elektrotechniker wird eine Projektarbeit (Modul 14) durchgeführt. Diese wird von den Schülern in der Regel in Teams mit je zwei Mann bearbeitet.

Um die Projektarbeit im festgelegten Rahmen erfolgreich abschließen zu können stellt die Schule jede Woche einen Projekttag zur Verfügung.

Zusätzlich werden die Schüler für eine Projektwoche im Januar 2008 freigestellt.

Ziel des Projektes ist es, alle Vorgaben, die im Projektauftrag niedergeschrieben sind, am Ende des Projektes zu unserer und zur Zufriedenheit des Auftraggebers zu erfüllen.

Hierbei soll möglichst kostengünstig und unter besonderer Berücksichtigung einer stringenten Einhaltung der Projektplanung gearbeitet werden.

Des Weiteren sollen Lösungswege, deren Ausführungen und die gesamte Projektplanung ausführlich dokumentiert werden.

Bei der Projektplanung sollte beachtet werden, dass in der Planungsphase ein Zeitplan zu erstellen ist der den Ablauf und die Verteilungen der durchzuführenden Arbeiten auf die einzelnen Teammitglieder widerspiegelt.

Inhaltsverzeichnis

2 Beschreibung des Projektes

2.1 Aufgabenstellung

Eine bestehende funktionstüchtige Seilwinde der Industrielehrwerkstatt ILW Koblenz soll getestet und in sofern erweitert werden, dass weitestgehend alle in der Technikerausbildung vermittelten Kenntnisse in einem Teilbereich der Erweiterung wieder zu erkennen sind.

Die Erweiterungen bestehen darin, Messwerte wie Strom ( I ) und Drehzahl ( n ) zu erfassen, digitalisieren und dann zu visualisieren.

Außerdem soll es am Ende des Projektes möglich sein, die momentane Lage und die Masse der angehängten Last darzustellen.

Auch sollen Möglichkeiten untersucht werden, bestimmte Drehzahlverläufe (Drehzahlregelung) in die Steuerung zu implementieren.

Alle Veränderungen der Seilwinde sowie durchgeführte Arbeiten, verwendete Bauteile und Entscheidungen sollen in einer Projektdokumentation niedergeschrieben werden.

Außerdem wird zusätzlich noch eine Bedienungsanleitung geschrieben, die den Umgang mit der umgebauten Anlage erklären und gleichermaßen erleichtern soll.

Abb.: 1 Bestehende Seilwinde der ILW-Koblenz

2.2 Ausgangslage

Für die zu erarbeitende Projektarbeit im Modul 14 wird uns von der Industrielehrwerkstatt (ILW) in Koblenz eine funktionstüchtige Seilwinde für die Dauer der Arbeiten zur Verfügung gestellt.

Die Seilwinde ist in einer Höhe von 140,5cm auf einer Unterkonstruktion positioniert. Sie besteht aus einem Gleichstrommotor, einer daran befestigten Welle und einer mechanischen Bremse, die die Last in einer Position hält und somit vor dem herunterfallen schützt.

$C:\Dokumente und Einstellungen\Anwender\Lokale Einstellungen\Temporary Internet Files\Content.Word\CIMG1619.jpg$

Abb.: 2 Motor, Welle und Bremse

Mit einem Handschaltgerät kann eine an der Seilwinde befestigte Masse auf- und abgefahren werden.

Die Ansteuerung geschieht über eine Siemens Logo.

Außerdem ist je ein Not-Aus-Schalter an der Anlage und an dem Handschaltgerät angebracht.

Auf zwei Analogmesswerken die im Schaltkasten integriert sind, kann man Motorstrom und Spannung ablesen.

3 Projektauftrag

Projektauftrag

Projektauftrag / Projektname:

Erweiterung einer Seilwinde

Projekt-Code

Projektleiter:

Christian Gödderz

Jan Schmitz

Projektteam:

Christian Gödderz

Jan Schmitz

Zielsetzung:

Alle Vorgaben, die im Projektauftrag niedergeschrieben sind, sollen am Ende des Projektes zu unserer und zur Zufriedenheit des Auftraggebers erfüllt worden sein.

Hierbei soll möglichst kostengünstig und unter besonderer Berücksichtigung einer stringenten Einhaltung der Projektplanung gearbeitet werden.

Aufgabenstellung:

Eine bestehende funktionstüchtige Seilwinde soll auf ihre Grenzwerte getestet werden und in sofern erweitert werden, dass weitestgehend alle in der Technikerausbildung vermittelten Kenntnisse in einem Teilbereich der Erweiterung wieder zu erkennen sind.

Die Erweiterungen bestehen darin, Messwerte wie Strom und Drehzahl zu erfassen, zu digitalisieren und dann zu visualisieren.

Des Weiteren soll es am Ende des Projektes möglich sein, die momentane Lage und das Gewicht der angehängten Last darzustellen.

Außerdem sollen Möglichkeiten untersucht werden bestimmte Drehzahlverläufe (Rampenverläufe, Drehzahlregelung) in die Steuerung zu implementieren.

Zu erarbeitende Ergebnisse:

- Grenzwerte testen

- angehängtes Gewicht bestimmen

- Messwerte (Strom, Drehzahl, etc.) Erfassen und Visualisieren

- die momentane Lage des Gewichtes bestimmen und visualisieren

- Drehzahlregelung planen

- eine ausführliche Dokumentation erstellen

Budget:

Projektbeginn:

04.02.2008

Projektende:

04.04.2008

Randbedingungen:

- Werkzeug

- Computer

- Raum

Termine, Meilensteine:

1 KW36 Projektumfang geklärt

2 KW41 alle Grenzwerte getestet/gemessen

3 KW52 Planungen abgeschlossen

4 KW4 Einbau der Komponenten abgeschlossen

5 KW8 Mikrocontroller programmiert

6 KW10 externe Visualisierung programmiert

7 KW13 Arbeiten abgeschlossen

8 KW13 Projektdokumentation fertig gestellt

9 KW14 Dokumentation abgegeben

Auftraggeber: Projektleiter:

________________ ___________________

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4 Projektplanung und Zeiteinteilung

4.1 Allgemein

Nachdem der Umfang des Projektes geklärt war und im Projektauftrag niedergeschrieben werden konnte, begannen wir damit unsere Aufgabenstellung mittels einer Mindmap in einzelne Aufgabengebiete bzw. Einheiten zu gliedern und somit auch schon mögliche Lösungswege zu erarbeiten.

Mit Hilfe dieser Methode konnten wir den ungefähren Umfang unseres Projektes abschätzen und dann einen Zeitplan erstellen. In dem Zeitplan sind neben den einzelnen zu erarbeitenden Schritten auch die zu erreichenden Meilensteine dargestellt. Diese sind notwendig, um zur nächsten Stufe im Projekt vorzudringen. Außerdem ist hier zu erkennen welche Aufgabengebiete von welchem Teammitglied bearbeitet werden.

Nachdem diese Einteilung festgelegt wurde, schrieben wir zu jedem im Zeitplan aufgelisteten Punkt eine kurze Erklärung, welche verdeutlichen soll, was in dem jeweiligen Punkt zu tun ist.

Durch vor dem Projekt nicht zu erwartende Umstände, die erst während des Projektes zu erkennen waren, mussten jedoch einige Dinge am ursprünglich vorgesehenen Zeitplan verändert, bzw. ergänzt werden. Diese Änderungen sind farblich im „abgeänderten durchgeführten Zeitplan“ gekennzeichnet.

4.2 Mindmap

4.3 geplanter Zeitplan

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4.4 abgeänderter durchgeführter Zeitplan

4.5 Beschreibung des Zeitplanes

1.1Besichtigung der bestehenden Seilwinde bei der ILW

Hierbei wird eine nähere Beobachtung der Funktionsfähigkeit und Vollständigkeit der Seilwinde zu Beginn des Projektes durchgeführt. Im Grunde wird sich ein Bild von der Gesamtsituation gemacht. (Bilder machen)

1.2 Projektauftrag schreiben

Ausfüllen des uns von der Schule zur Verfügung gestellten Formulars.

1.3 Entwurf des Projektauftrags vorzeigen

Vorzeigen des ausgefüllten Formulars bei Herr Kinne, Herr Euteneuer oder Herr Ludwig und abklären in wiefern Änderungen durchgeführt werden sollten.

1.4 Projektauftrag ggf. abändern

Mit dem Lehrer abgesprochene Veränderungen im Projektauftrag vornehmen.

1.5 Projektauftrag vorzeigen und absegnen lassen

Erneutes vorzeigen der überarbeiteten Version des Projektauftrags und die Zustimmung des Lehrers einholen.

2.1 Verhalten der Anlage bei unterschiedlichen Gewichten

Nenndaten aus den Datenblättern der eingebauten Bauteile entnehmen und unter Berücksichtigung dieser Daten bestimmte Testszenarien durchführen.

Hierbei werden verschiedene Gewichte angehängt und dabei das Verhalten der Anlage beobachtet und dokumentiert.

2.2 Drehzahl messen

Es wird die Drehzahl in Abhängigkeit des angehängten Gewichtes untersucht. (Kennlinienaufnahme)

Aufgrund dieser Untersuchungen werden Randbedingungen festgelegt, die zur späteren Auswahl der Bauteile, die bei den Erweiterungs- bzw. Veränderungsmaßnahmen eingesetzt werden, notwendig sind.

2.3 Stromaufnahme des Motors messen

Es wird die Stromaufnahme in Abhängigkeit des angehängten Gewichtes untersucht (Kennlinienaufnahme)

Aufgrund dieser Untersuchungen werden Randbedingungen festgelegt, die zur späteren Auswahl der Bauteile, die bei den Erweiterungs- bzw. Veränderungsmaßnahmen eingesetzt werden, notwendig sind.

X.2 Bestellen der Bauteile

Hierbei werden Lieferanfragen gestellt und eventuell bei nicht vorrätiger Ware in Abstimmung mit unserem Zeitplan Alternativen gesucht.

X.3 Spannungsversorgung herstellen

Hierbei wird eine Spannungsversorgungsplatine angefertigt die uns alle benötigten Spannungen liefert.

4.1 Bestellen der Bauteile

Hierbei werden Lieferanfragen gestellt und eventuell bei nicht vorrätiger Ware in Abstimmung mit unserem Zeitplan Alternativen gesucht.

4.2 Einbau der Bauteile

Testen der Bauteile auf ihre Funktionsfähigkeit und Einbau an den vorgesehenen Stellen.

4.3 Testen der Umbaumaßnahmen

Eingeschränkter Funktionstest > Probelauf der gesamten Hardware auf ihre neuen Funktionen

5.1 Einarbeiten in Programmiersprache

Programmiersprache auswählen, Einarbeitung, Planung der Funktion und Möglichkeiten mit diesem Tool

5.2 Programmieren des Mikrocontrollers

Ein Programm erstellen, das die von uns geforderten Aufgaben an den Mikrocontroller erfüllt.

6.1 wiedereinarbeiten in Delphi

Einarbeitung in Programmiersprache, Planung der Funktion und Möglichkeiten mit diesem Tool durchführen.

6.2 Programm in Delphi erstellen

Ein Programm erstellen, das die von uns geforderten graphischen Anforderungen an die Bedieneroberfläche erfüllt.

6.3 Schnittstellenkonfiguration

Anbinden der Anlage über eine Schnittstelle an den zur externen Visualisierung vorgesehenen Computer.

7.1 Optimierung

Anlage optimieren, d.h. alle Einstellungen überprüfen und ggf. nachstellen und auf Anwenderfehler testen

7.2 Testen (Testprotokoll erstellen)

Hierbei wird ein Testprotokoll erstellt mit dem durch verschiedene Testszenarien Fehlerquellen ausgeschlossen werden können.

In diesem werden unsere Ergebnisse und Schlüsse dokumentiert.

8.1 Dokumentation erstellen

Während der gesamten Dauer des Projektes sollen alle Schritte und Vorgehensweisen ausführlich dokumentiert werden.

Hierbei ist zu beachten dass Vergleiche angestellt werden sollen und alle getroffenen Entscheidungen begründet und dokumentiert werden.

8.2 Überarbeiten der Dokumentation

-Textformatierung durchführen

-Texte auf Rechtschreibung prüfen

-Überschriften überarbeiten

-Ausführungen, Vorgehensweisen, Vergleiche, etc. auf Vollständigkeit untersuchen

9.1 Buch binden lassen

-Läden die Bücher binden herausfinden

-Preisvergleich anstellen

-Auswahl eines Ladens

-Unterlagen vorbeibringen und Buch binden lassen

-Buch abholen

10.1 Präsentation vorbereiten

-Präsentationsablauf planen (roter Faden)

-Präsentationsmedien auswählen und besorgen

-Sonstige benötigte Dinge besorgen

-Stichwortzettel erstellen

-Seilwinde zur Schule bringen

-Einladung für ILW schreiben und

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5 Testen der Anlage

5.1 Erklärung

Um uns eine gewisse Übersicht zu verschaffen, in welchen Bereichen die Anlage arbeitet bzw. welche Anforderungen an unsere späteren Erweiterungen zu stellen sind, mussten wir die Anlage zuerst einmal in Betrieb nehmen. Hierzu justierten wir die schon vorhandenen Endschalter nach und schlossen die Anlage wie in der vorhandenen Dokumentation beschrieben fachgerecht ans Netz an.

Nachdem die Inbetriebnahme ohne größere Probleme bewältigt wurde, begannen wir die ersten Tests und Messreihen durchzuführen. Die Untersuchungen wurden alle unter nahezu gleichen Bedingungen durchgeführt. Hierbei ist zu beachten, dass das von uns angehängte Gewicht immer in einem Bereich zwischen 2kg und 16kg lag. Wir wählten diesen Bereich aus, da wir wie auch schon unsere Vorgänger, die die Anlage aufbauten, zum Testen eine Getränkekiste zur Simulation der unterschiedlichen Belastungen verwendeten. Mit dieser Maßnahme konnten wir zum einen Kosten sparen (es mussten keine teuren Gewichte gekauft werden) und zum anderen konnten die Gewichte schnell verändert werden (kein aufwendiges An- bzw. Abhängen der Gewichte).

Aufgrund dieser Festlegung, wurden auch die im späteren Verlauf des Projektes durchgeführten Erweiterungen in diesem Bereich getestet und auf diesen Bereich angepasst. Der Übersicht halber wurde zu den Messreihen eine einheitliche Form von Messprotokollen verwendet.

$C:\Dokumente und Einstellungen\Anwender\Desktop\Schule\Abschlussprojekt\Abschlussprojekt\Bilder\Neuer Ordner\CIMG0351.JPG$

Abb.: 3 unterschiedliche Massen

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5.2 Ermitteln der Nennlast

und der von uns ausgewählten Gewichte

Bevor wir mit den Messungen begannen, ermittelten wir mit Hilfe des Motordatenblattes und den dort angegebenen Nenndaten die Nennlast.

Durch diese Berechnung und die von uns ermittelten Gewichte unserer Getränkekiste bzw. Flaschen wussten wir ungefähr in welchem Bereich wir uns z.B. beim Motorstrom bewegen.

Motordaten

Abb.: 4 Kenndaten der Firma DOGA

Abb.: 5 Anschluss Motor

Abb.: 6 n/M-Kennline (2)

Abb.: 7 I/M-Kennlinie (2)

Nenndaten: - Spannung 24V DC

- Strom 2A

- Drehzahl 25rpm

- Drehmoment 6Nm

Nennlast:

Kraft:

Die Kraft lässt sich nun aus diesen Werten berechnen.

Die Erdbeschleunigung beträgt 9,81.

Moment:

Über die bereits berechnete Kraft lässt sich mit Hilfe des Wellenradius von 17,5mm das Moment berechnen. Der Wellenradius wurde mit einem Messschieber ermittelt und durch die vorhandene Dokumentation bestätigt.

Um das Gewicht bei Nennmoment zu bestimmen, stellten wir die Formel wie folgt um.

Die Nennlast beträgt 34,94 kg.

Gewicht der Getränkekiste:

Zum Ermitteln der Gewichte wurde eine handelsübliche Personen-Waage verwendet.

Flaschen	Gewicht

Anzahl	kg

2	4,3
4	6,6
6	8,9
8	11,1
10	13,4
12	15,6

Aufgrund der ermittelten Messdaten, wussten wir, dass wir mit einem Motorstrom zu rechnen haben, der kleiner ist als 2A. Da unsere Gewichte kleiner sind als die berechnete Nennlast.

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5.3 Stromaufnahme des Motors messen

Ziel der Untersuchung

Um später ggf. die Stromaufnahme des Motors zu visualisieren oder auch für andere Visualisierungen bei denen der Strom zur Berechnung notwendig ist, mussten wir vorerst einmal herausfinden, mit welchen Strömen wir zu rechnen haben. Hierzu führten wir Messungen beim Anhängen von verschiedenen Gewichten durch.

Messaufbau

Die Messungen wurden mit einem normalen Multimeter durchgeführt.

Durchführung der Untersuchung

Es wurde die Stromaufnahme des Motors bei unterschiedlicher Belastung untersucht.

Wir führten die Messung des Stromes bei 6 unterschiedlich angehängten Gewichten durch.

Messergebnisse

Gewicht	Strom	Strom
	(hoch)	(runter)
kg	mA	mA
4,3	555	260
6,6	655	225
8,9	750	185
11,1	855	155
13,4	950	135
15,6	1080	105

Durch die aufgenommenen Werte konnte je eine Kennlinie für das Verhalten des Stromes beim hochfahren und beim runterfahren der Last angefertigt werden.

Auswertung der Messergebnisse

Wie man an der Kennlinie erkennt, hat der Strom, den der Motor bei verschiedener Belastung (im Bereich von 2-16 kg) aufnimmt einen weitestgehend linearen Verlauf.

Zusammenfassung der Erkenntnisse

Mit dieser Kennlinie bzw. den Messdaten ist die Möglichkeit gegeben, im späteren Verlauf des Projektes einen Vergleich mit den Werten, die über verschiedene Schnittstellen aufgenommen und visualisiert werden sollen anzustellen und so gegebenenfalls Fehler zu erkennen.

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5.4 Drehzahl messen

Ziel der Untersuchung

Um im späteren Verlauf des Projektes einen Überblick zu haben in welchen Drehzahlbereichen unsere Anlage arbeitet, wird das Drehzahlverhalten der Anlage beim Anhängen von verschiedenen Gewichten untersucht.

Messaufbau

Die bei dieser Messung verwendeten Messgeräte waren lediglich eine Stoppuhr, um die Zeit zu ermitteln, die ein bestimmtes Gewicht braucht um einen bestimmten Weg zurückzulegen.

Des Weiteren wurde ein Maßband verwendet, um die Strecke zu ermitteln, die die Anlage von der unteren Endlage bis zur oberen Endlage zurücklegt.

Durchführung der Untersuchung

Die verschiedenen Drehzahlen wurden mit Hilfe der zurückgelegten Strecke und der vergangen Zeit ermittelt. Hierbei wurde zunächst die Geschwindigkeit und damit anschließend die Drehzahl ermittelt. Stecke [s]: 0,82m

Messergebnisse

Gewicht	Zeit	Zeit	Geschwind- igkeit	Geschwind- igkeit	Drehzahl	Drehzahl
Gewicht	Zeit	Zeit	Geschwind- igkeit	Geschwind- igkeit	Drehzahl	Drehzahl
	(hoch)	(runter)	(hoch)	(runter)	(hoch)	(runter)
kg	s	s	m/s	m/s	1/min	1/min
4,3	14,35	13,19	0,057	0,062	31,20	33,94
6,6	14,43	12,93	0,057	0,063	31,02	34,62
8,9	14,82	12,88	0,055	0,064	30,21	34,76
11,1	15,19	12,81	0,054	0,064	29,47	34,95
13,4	15,65	12,77	0,052	0,064	28,61	35,06
15,6	15,87	12,75	0,052	0,064	28,21	35,11

Auswertung der Messergebnisse

An unseren Messergebnissen ist zu erkennen, dass wir uns bei den angegebenen Gewichten in einem Drehzahlbereich von 28 bis 35 Umdrehungen die Minute befinden.

Zusammenfassung der Ergebnisse

Die aufgenommenen Daten können bei der Auswahl z.B. eines Sensors für die Drehzahlaufnahme als Entscheidungshilfe verwendet werden.

Auswertung der Messergebnisse

An den Messergebnissen ist zu erkennen, dass sich die Ausgangsspannung, in dem von uns untersuchten Bereich unseres IC’s, zum angelegten Strom am Eingang proportional verhält. Das heißt sie weist ein lineares Verhalten auf.

Die leichten Abweichungen sind auf Messgeräteungenauigkeit und Ungenauigkeit beim Ablesen zurückzuführen.

Zuseammenfassung der Ergebnisse

Mit den von uns erarbeitenden Ergebnissen ließ sich ein Übersetzungsverhältnis von Strom zu Spannung berechnen. Dieses Übersetzungsverhältnis benötigten wir um später beim einlesen der Spannung vom IC in die C-Control diese dann auch wieder in den zu visualisierenden Strom umsetzen zu können.

Übersetzungsverhältnis von fließendem Strom zur ausgegebenen Spannung berechnen:

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6.5 Messbereichsanpassung

Die Strommessung erfolgt über einen Analogeingang des Mikrocontrollers.

Unser ausgewählter Mikrocontroller besitzt acht 8-Bit analoge Eingänge und arbeitet mit der Standard Referenzspannung von 5V, das heißt der analog eingelesene Spannungswert zwischen 0 und 5V wird in eine numerische Größe zwischen 0 und 255 (8-Bit) umgewandelt.

Bei der Messbereichserweiterung gehen wir aufgrund unseres festgelegten Bereiches (2-16 kg) davon aus, das der zu erwartende Strom kleiner ist als der Nennstrom. Um mit einem glatten Wert rechnen zu können und eine gewisse Reserve nach oben zu haben, gingen wir dennoch von einem maximalen Stromfluss von 2A (Nennstrom) aus.

Bei einem Strom von 2A und dem von uns ermittelten Übersetzungsverhältnis von 0,45 Volt pro Ampere ergibt sich somit eine Spannung von ca. 0,9V am analogen Eingang. Somit wird weniger als ein fünftel der Referenzspannung ausgenutzt.

Um die Ausgangsspannung des Strommess-IC’s an die Referenzspannung der C-Control anzupassen und somit das genauere Abbilden des eingelesenen Wertes zu ermöglichen, wird das Signal wie folgt verstärkt:

Zur Verstärkung des Signals wird ein Operationsverstärker verwendet, der als nichtinvertierender Verstärker geschaltet ist.

Abb.: 12 OP-Schaltung Messbereichserweiterung

Beispielmessung:

Abb.: 13 Ausgang Strommess IC

mit Verstärkung

Abb.: 14 Ausgang Strommess IC ohne Verstärkung

In Abbildung 1 wurde die Spannung am Ausgang des Strommess-IC’s vor der Verstärkerschaltung aufgenommen und in Abbildung 2 nach der Verstärkerschaltung.

Man erkennt nun, das wir durch die Schaltung, wie gewollt, eine Verstärkung von 4,3 erhalten.

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6.6 Blockschaltbild Stromaufnahme

Abb.: 15 Blockschaltbild Strommessung

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7 Drehzahlmessung

7.1 Planung der Drehzahlmessung

Es gibt verschiedene Methoden, die Drehzahl zu bestimmen.

Eine Methode ist, eine Welle oder eine Scheibe mit Markierungen zu verwenden.

Die Drehzahl ergibt sich dann aus der Anzahl der gezählten Markierungen pro Zeiteinheit. Im Allgemeinen wird sie in Umdrehungen pro Minute angegeben. Diese Art von Sensoren wird oft auch als Inkrementalgeber bezeichnet. Hierbei gibt es Inkrementalgeber, die photoelektrisch, magnetisch oder mit Schleifkontakten arbeiten.

Wir entschieden uns für die photoelektrische Abtastung eines rotierenden optischen Gebers.

Prinzip der photoelektrischen Abtastung:

Abb.: 16 Funktionsprinzip photoelektrische Abtastung

Bei unseren Recherchen stießen wir nun schnell auf den optischen Sensor CNY70, der eine solche optische Abtastung ermöglicht.

7.1.1 CNY70

Der CNY70 ist eine Reflektionslichtschranke mit einer integrierten Infrarotdiode. Bei diesem Bauteil wird ein Infrarotsignal ausgesendet und nach dem reflektieren an einer Reflektionsschicht wieder von einem Fototransistor aufgefangen. Dieser gibt dann eine Spannung aus, die man auswerten kann.

Bei dieser Methode hätten wir selbst eine Scheibe mit Markierungen entwerfen und anfertigen müssen die uns die Möglichkeit geboten hätte das ausgesendete Signal der Infrarotdiode zu reflektieren und so weiter verarbeiten zu können. Da es bei dieser Methode zu Problemen bei der Belichtung kommen kann und somit eventuelle platzintensive Erweiterungen wie zusätzliche Lichtquellen notwendig sind, diese aber bei uns durch zu wenig Platz nicht zu verwirklichen wären, entschieden wir uns gegen den CNY70.

Nach weiteren Recherchen im Internet wurden wir auf Inkrementalgeber aufmerksam, bei denen eine Gabellichtschranke eine mitgelieferte Taktscheibe abtastet.

Wir entschieden uns dafür die Drehzahlerfassung mit dieser platzsparenden Variante durchzuführen.

7.1.2 Incrementalgeber

Gabellichtschranke GP1A30R mit Taktscheibe 120 Impulse/Umdrehung

Bei diesem Sensorsystem zur inkrementalen Rotationserfassung tastet eine Gabellichtschranke eine Taktscheibe mit 120 Impulsen pro Umdrehung ab.

Abb.: 17 Gabellichtschranke mit Taktscheibe

Aus den phasenverschobenen Ausgangssignalen A und B können sowohl Drehzahl als auch Drehrichtung ermittelt werden.

Technische Daten: - Taktscheibe 120 Impulse/Umdrehung
- Wellendurchmesser 3,9...4 mm einstellbar
- Scheibendurchmesser 31,6 mm
- Betriebsspannung 5V DC
- maximale Schaltfrequenz 10 kHz

Abb.: 18 Ausgangssignalform Gabellichtschranke

12 Planung der Projektwoche (KW 4)

- Halterungen für Platinen entwerfen, anfertigen und anbringen

- Layout für Elektronikplatine entwerfen und anfertigen

- Strommess-IC testen

- Incrementalgeber und Strommess-IC an C-Control anbinden

- Dokumentation bearbeiten

- PC besorgen ( Betriebssystem installieren, Delphi installieren )

- Schnittstelle an Installationskasten anbringen

- Verdrahtung im Installationskasten anbringen

- Kabel für die Anbindung an den PC besorgen

- In Basic einarbeiten

- In Delphi einarbeiten

In der Projektwoche konnten weitestgehend alle geplanten Punkte abgearbeitet werden.

Ein großer Vorteil der Projektwoche bestand darin, dass eine Woche am Stück gearbeitet werden konnte, ohne große Pausen zu haben.

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13 Einbau der Komponenten

Nachdem wir die Planungsphase beendet und somit unsere Bauteile ausgewählt hatten, konnten wir eine Bestellliste erstellen und dann unsere Bauteile bestellen.

Bestellliste

Bestellnummer	Artikelbezeichnung	Einzelkosten	bezogen von
198822	C-Control	26,62€	Conrad
	CMS 2005 SP3	-	Sensitec
	Incr120 GP1A30	13,78€	Krause Robotics
198834	Programmiermodul	30,72€	Conrad
504389	Netzrelais	1,50€	Radio Erbar
504389	Netzrelais	1,50€	Radio Erbar
198876	IIC Schnittstellenkabel	5,08€	Conrad
	LCD 162 DIP	16,35€	Reichelt
	LCD Front 2	6,35€	Reichelt
	Gabellichtschranke GP1A15	2,50€	Radio Erbar
		104,40€

Einige, für den Einbau wichtige Komponenten, konnten wir von der ILW beziehen, da diese dort vorrätig waren. Hierzu gehörte unter anderem der Installationskasten, indem der größte Teil der Erweiterungen untergebracht werden konnte. Kabel, Aderendhülsen, etc. wurden ebenso von der ILW zur Verfügung gestellt.

Nachdem dann die bestellten Bauteile geliefert wurden, konnten wir mit dem Einbau beginnen.

Wir begannen damit die Bauteile für die Drehzahlaufnahme zu installieren.

Um das ausgewählte Sensorsystem zu montieren, ließen wir den vorhandenen Gewindestab, der zur Erfassung der oberen und unteren Endlage an der Anlage bereits vorhanden war, ein kleines Stück abdrehen. Nun konnten wir die Taktscheibe am Ende dieses Stabes montieren.

Um die Sensorgabel zu befestigen, verwendeten wir ein einfaches, dünnes Blech, das an die vorhandene Konstruktion montiert wurde.

Abb.: 34 Einbauort Gabellichtschranke

Abb.: 35 Einbauort Taktscheibe

Als nächstes bauten wir den Schnittstellenadapter in die linke Seitenwand des Installationskastens ein. Zusätzlich installierten wir noch einen Schalter, der das Ziehen bzw. Stecken des Jumpers der C-Control simuliert. Hierzu ist zu sagen, dass der Jumper beim Programmieren, das heißt beim senden eines Programms an die C-Control immer gezogen werden muss.

Abb.: 36 Serielle Schnittstelle, Start-Jumper

Die übrigen Erweiterungen wie die C-Control, Strommess-IC, OP-Schaltung, Display und Relais wurden auf einer separaten Platine installiert.

Abb.: 37 Verarbeitungsplatine X2

Zum Schluss wurden dann alle Komponenten im Installationskasten so untergebracht, dass auch nach der Beendigung unseres Projektes, eine gewisse Reserve für spätere Erweiterungen und Änderungen besteht.

Abb.: 38 Erweiterung der Seilwinde im Installationskasten

Anschlussbelegung der Platinenhalter:

Platinenhalter X1

Klemme Anschluss/Abgriff Beschreibung Wohin/Woher

X1:c4 Anschluss +14V Trafo

X1:c6 Anschluss 0V Trafo

X1:c8 Anschluss +14V Trafo

X1:a2 Abgriff -12V Platine X2:a12

X1:a26 Abgriff 0V Platine X2:c10

X1:c16 Abgriff +12V Platine X2:c12

X1:c26 Abgriff +5V X5:10 Inc OP

X1:c30 Abgriff +1,2V X5:6 Inc Diode

X1:c18 Abgriff 0V X5:7 Inc -

X1:a20 Abgriff +5V Platine X2:c14

PlatinenhalterX2

Klemme Anschluss/Abgriff Beschreibung Wohin/Woher

X2:a12 Anschluss -12V Strommess IC -V_s

X2:c10 Anschluss 0V Strommess IC GND

X2:c12 Anschluss +12V Strommess IC +V_s

X2:c14 Anschluss +5V C-Control

X2:c4 Anschluss I_in Strommess IC I_in

X2:a10 Abgriff I_out Strommess IC I_out

X2:c8 Abgriff V_out Strommess IC

X2:a8 Anschluss Frequenz Incrementalgeber

X2:c32 Anschluss +24V hoch Q2:A1

X2:a22 Anschluss 0V X1:10

X2:c6 Anschluss +24V runter Q3:A1

13.1 Blockschaltbild

Abb.: 39Gesamtes Blockschaltbild

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14 Visualisierung

14.1 Planung der internen Visualisierung

Als interne Visualisierung bezeichnen wir die Möglichkeit, aufgenommene Werte direkt an der Anlage darstellen zu können, ohne diese über eine Schnittstelle an einen PC weiterzugeben und dort auf dem Bildschirm zu visualisieren.

Die ersten Ideen und Recherchen gingen in die Richtung, dass wir ein Grafikdisplay in die Anlage implementieren wollten. Diese Maßnahme wäre jedoch mit den anderen im Projektplan festgelegten, zu erledigenden Aufgaben zu teuer und zu umfangreich geworden.

Um dennoch unsere Visualisierung direkt an der Anlage zu verwirklichen, informierten wir uns über verschiedene LC Displays die lediglich Texte ausgeben können. Hierbei stießen wir im Internet auf einige Displays die ohne großen Programmieraufwand und ohne viel Geld auszugeben an unsere C-Control angeschlossen werden können.

14.1.1 Duchführung

Aus Kostengründen entschlossen wir uns dann für ein Display, das an die digitalen Ports (Port 9-16) unserer C-Control angeschlossen werden kann und gegen das von uns schon bestellte IIC-LC-Display. Dieses letztgenannte Bauteil konnten wir dann auch wieder ohne Probleme und zusätzliche Unkosten zurückschicken.

Die erarbeiteten Ergebnisse, befinden sich hierbei im Kapitel 16.2 C-Control ff.

Abb.: 40 LC-Display

Pinbelegung des Displays:

Abb.: 41 Pinbelegung Display

14.2 Planung der externen Visualisierung

Unsere zweite Möglichkeit aufgenommene Werte visualisieren zu können, sollte darin bestehen, die Werte über eine Schnittstelle, die an der Anlage fest installiert werden sollte, an einen PC weiterzugeben und dann auf einem Bildschirm auszugeben.

Zum testen stellte uns die ILW einen PC mit dazugehörigem Bildschirm zur Verfügung.

14.2.1 Durchfühung

Hierbei wurde lediglich Softwaretechnisch gearbeitet, das heißt die Durchführung befindet sich im Kapitel 16 Software unter Überschrift 16.1 Delphi.

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15 Datenübertragung

15.1 Schnittstellenadapter

Wir entschieden uns dafür den zur C-Control passenden Programmieradapter zur Programmierung zu verwenden. Andernfalls hätten wir das wesentlich teurere Applicationboard, bei dem eine Schnittstelle zum Programmieren implementiert ist, anschaffen müssen.

Der Schnittstellen Programmier-Adapter ist notwenig, um das Basic Programm zur C-Control zu übertragen. Eigentlich ist die Verbindung zum PC nur notwendig, um das Programm zu übertragen. Jedoch entschieden wir uns dafür, diese Schnittstelle auch für unsere externe Visualisierung zu nutzen, um die aufgenommenen Werte zum Computer zu übertragen.

Abb.: 42 Jumperbelegung Programmieradapter

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15.2 Serielle Schnittstelle

Die serielle Schnittstelle (COM-Port), oder auch RS232 genannt, besitzt einen 9 poligen Anschluss.

Um definierte Signalzustände zu erreichen, sind hierzu Spannungsbereiche angegeben:

· Low Zustand: Spannungen von +1,0V bis -12V

· High Zustand: Spannungen von +1,25V bis +12V

Diese Signalzustände sind somit TTL kompatibel 0V (low) und 5V (high).

Jedoch arbeiten einige PC´s meistens Laptops mit Schaltschwellen von -3V (low Pegel) und +3V (high Pegel).

Alle Ausgänge an der seriellen Schnittstelle sind Kurzschlussfest und können 10-20mA liefern.

Rot = Ausgang

Gelb = Eingang

Grün = Masse

Abb.: 43 Belegung COM-Stecker

Pin Ein-/Ausgang Bezeichnung Funktion

1 Ein DCD (Data Terminal Ready) Empfangssignalpegel

2 Ein RxD (Receive Data) Empfangsdaten

3 Aus TxD (Transmit Data) Sendedaten

4 Aus DTR (Data Terminat Ready) Endgerät bereit

5 - GND (Ground) Betriebserde

6 Ein DSR (Data Set Ready) Betriebsbereitschaft

7 Aus RTS (Request To Send) Sendeteil einschalten

8 Ein CTS (Clear To Send) Sendebereitschaft

9 Ein RI (Rind Indicator) Ankommender Ruf

15.3 Ansprechen

Port.dll:

Um unter Windows die serielle Schnittstelle ansprechen zu können, sind seit Windows 2000 spezielle Treiber erforderlich.

Dies geht mit kostenlosen DLL´s (Dynamic Link Library, eine Windows-Funktionsbibliothek) die für solche Anwendungen programmiert wurden.

Wir verwenden die port.dll. Diese DLL muss ins Systemverzeichnis alternativ ins Programmverzeichnis des jeweiligen EXE-Programms kopiert werden.

Portinc:

Portinc ist eine Unit, welche ins Delphi Programm eingebunden werden muss. Diese beinhalten alle notwendigen Deklarationen zur Port.DLL.

Diese Unit muss mit in das Programmverzeichnis kopiert werden und in Delphi aufgerufen werden.

Auszug vom Quelltext

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,

Dialogs, StdCtrls, portinc, ExtCtrls;

type

Um nun die Datenbytes empfangen zu können, wird mit „OpenCom“ der COM-Port geöffnet.

Dann wird der COM Anschluss mit den entsprechenden Parametern deklariert.

COM 1,2,3, …

Bautraten: 1200, 2400, 4800, 7200, 9600, 14400, 19200, 28800, 38400, 57600 (Bits/Minute)

Databits: 7 oder 8 Datenbits

Parität N = none = keine

E = even = gerade

O = odd = ungerade

Stopbit: 1 oder 2

Auszug vom Quelltext

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

//////////////////////////// COMport Abfrage //////////////////////

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

OpenCom(pchar('COM2: baut=9600 data=8 Parity=N stop=1'));.

Inhaltsverzeichnis

16 Software

16.1 Delphi

Systematische Programmentwicklungen

16.1.1 Problemanalyse

Es soll ein Programm entwickelt werden, mit dem der Motorstrom in einem I/t-Diagramm und die Drehzahl in einem zweiten n/t-Diagramm dargestellt wird. Zudem soll die momentane Lage der Last in einer entsprechenden Grafik visualisiert werden.

Abb.: 44 Delphi Oberfläche

16.1.2 Aufbau eines Lösungswegs

16.1.3 Datenanalyse

Name Typ Funktion

Wert_Ein_Frequenz Byte Frequenzwert von C-Control

Wert_Ein_Strom Byte Strom von C-Control

Wert_Ein_Fahren Byte Drehzalhwert von C-Control

I Integer Hauptschleife Variable, Stop

Strom Real Merker nach Umrechnung

Drehzahl Real Merker nach Umrechnung

Drehzahl1 Real Merker nach Umrechnung

n Integer Beschriftung Y-Achse

m Integer Beschriftung X-Achse

j Integer Teil Endbedingung Schleife

k Integer Durchlaufvariable Diagramme

r String Text-Out Y-Achse Strom

s String Text-Out X-Achse Zeit

t String Text-Out-Y-Achse Drehzahl

v Real Geschwindigkeit

v1 Integer Merker Geschwindigkeit

vw Integer Paketlage Obenkante

vx Integer Paketlage Untenkante

m_hoch Real Gewicht hochfahren

m_runter Real Gewicht runterfahren

16.1.4 Auswahl einer Zielsprache

Da die Zeit begrenzt ist, und somit das lernen einer ganz neuen Programmiersprache zu viel Zeit in Anspruch nehmen würde, werde wir diese Aufgabe mit Delphi realisieren.

16.1.5 Kodierung

Ist im Anhang hinterleget

16.1.6 Test

Semantische Fehler ausschließen

Alle Eigenschaften die der Kunde wünscht überprüfen

16.1.7 Dokumentation

Die Bedienungsanleitung ist für die Komplette Erweiterung im Anhang hinterlegt.

Inhaltsverzeichnis

16.2 C-Control

16.2.1 Allgemeines

Die Programmierung der C-Control M-Unit 2.0 wurde mit der mitgelieferten Software Basic++2006 vorgenommen.

Damit die C-Control weiß was sie zu tun hat, benötigt sie bestimmte Befehle. Bei der C-Control werden so genannte Tokens verarbeitet (keine Maschinenbefehle).Diese Tokens werden von Basic++2006 erzeugt und können von dem fest implementierten Betriebssystem der C-Control ausgeführt werden. Oft liest man auch, dass diese Tokens vom Betriebssystem interpretiert würden. Deshalb wird dieses System auch oft als Interpreter bezeichnet.

16.2.2 Verarbeitung in der C-Control

Wir nutzen die C-Control größten Teils dazu, Werte aufzunehmen und dann über die serielle Schnittstelle zur Weiterverarbeitung an einen dort angeschlossenen PC weiterzuleiten.

So wird das Ausgangssignal unserer Schaltung mit dem Strommess-IC lediglich über einen AD-Port eingelesen und ohne damit zu rechnen oder sonstige Verarbeitungen daran vorzunehmen über die serielle Schnittstelle zum PC weitergegeben.

Die gleiche Methode verwenden wir bei der Drehzahl. Hierbei wird das Ausgangssignal der Gabellichtschranke mit Hilfe des Frequenzeinganges eingelesen und weitergegeben.

Im Gegensatz dazu wird der Zustand der Anlage (Tasterzustände) im Controller verarbeitet und dann weitergesendet.

Außerdem geben wir einige aufgenommene Werte in verarbeiteter Form sofort über ein, an den digitalen I / O-Ports angeschlossenes Display aus. (Zustand der Anlage und Drehzahl)

Inhaltsverzeichnis

16.2.3 Struktogramm

16.2.4 Variablentabelle

Bezeichnung	Typ	Aufgabe
frequenz	Byte	Variable für eingelesene Frequenz
drehzahl	Byte	Variable für berechnete Drehzahl
zustand	Byte	Variable für Übermittlung der Tasterzustände
strom	Byte	Variable für eingelesenen Strom
runter	Byte	Variable für Tasterzustand (Taster Runterfahren)
hoch	Byte	Variable für Tasterzustand (Taster Hochfahren)

Inhaltsverzeichnis

16.2.5 Quelltext

Basic++2006

define frequenz as byte 'definiere frequenz als Byte

define drehzahl as byte 'definiere drehzahl als Byte

define zustand as byte 'definiere zustand als Byte

define strom as ad[2] 'definiere Analogport2 als strom

define runter as ad[4] 'definiere Analogport4 als runter

define hoch as ad[6] 'definiere Analogport6 als hoch

baud r9600 'Baudrate auf 9600 eingestellt

#werte 'Funktion werte

frequenz=FREQ 'Frequenzeingang1 in Variable frequenz schreiben

drehzahl = (frequenz * 60 / 120) 'Berechnung von Frequenz in Drehzahl

LCD.INIT 'Initialisieren des LCD Objektes ( print-Ausgabe auf LCD umleiten)

LCD.CLEAR 'Display leeren

LCD.POS 1,1 'Zeile1, Spalte1

if (runter < 200) and (hoch > 200)then lcd.print "runterfahren" 'Taster(runter) gedrückt Taster(hoch) nicht Ausgabe: runterfahren

if (hoch < 200)and (runter > 200) then lcd.print "hochfahren" 'Taster(hoch) gedrückt Taster(runter) nicht Ausgabe: hochfahren

if (hoch > 200)and (runter > 200) then lcd.print "stillstand" 'kein Taster gedrückt Ausgabe: Stillstand

if (hoch < 200)and (runter< 200 ) then lcd.print "stillstand" 'beide Taster gedrückt Ausgabe: Stillstand

LCD.POS 2,1 'Zeile2, Spalte2

LCD.PRINT "Drehzahl: " & drehzahl & " rpm " 'Ausgabe der errechneten Drehzahl in rpm

LCD.OFF 'Aufheben der Umleitung aufs LC-Display

if (runter < 200) and (hoch > 200) then zustand=50 'Taster(runter) gedrückt Taster(hoch) nicht setze zustand=50

if (hoch < 200)and (runter > 200) then zustand=20 'Taster(hoch) gedrückt Taster(runter) nicht setze zustand=20

if (hoch > 200)and (runter > 200) then zustand=0 'kein Taster gedrückt Ausgabe: Stillstand setze zustand=0

if (hoch < 200)and (runter< 200 ) then zustand=0 'beide Taster gedrückt Ausgabe: Stillstand setze zustand=0

put 255 'sende die Zahl 255 über die serielle Schnittstelle

put frequenz 'sende den Wert der Variable über die serielle Schnittstelle

put strom 'sende den Wert der Variable über die serielle Schnittstelle

put zustand 'sende den Wert der Variable über die serielle Schnittstelle

goto werte 'gehe zur Funktion werte

Erklärung der Drehzahlrechnung

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17 Testprotokol der Erweiterungen

17.1 Testen der Drehzahlaufnahme

Hierbei wurden die verschiedenen Drehzahlen, die wie in Kapitel 5.4 beschrieben, aufgenommen wurden, mit den visualisierten Ergebnissen verglichen.

		Vor den Umbaumaßnahmen ermittelt
		Hochfahren	Runterfahren
Flaschen	Masse/kg	Drehzahl in 1/min	Drehzahl in 1/min
2	4,3	31,17	33,90
4	6,6	31,01	34,61
6	8,9	30,19	34,72
8	11,1	29,43	34,94
10	13,4	28,61	35,05
12	15,6	28,17	35,10

Delphi (externe Visualisierung)		Display (interne Visualisierung)
Hochfahren	Runterfahren	Hochfahren	Runterfahren
Drehzahl in 1/min	Drehzahl in 1/min	Drehzahl in 1/min	Drehzahl in 1/min
ca. 30	ca. 32	ca. 30	ca. 32
ca. 30	ca. 33	ca. 30	ca. 33
ca. 29	ca. 33	ca. 29	ca. 33
ca. 28	ca. 33	ca. 28	ca. 33
ca. 28	ca. 33	ca. 28	ca. 33
ca. 27	ca. 34	ca. 27	ca. 34

Die leichten Abweichungen sind durch die Ungenauigkeiten bei der Aufnahme der Werte zu Beginn des Projektes (Kapitel 5.4) zu begründen. (Stoppuhr, Abweichungen bei der Strecke)

17.2 Testen der Stromaufnahme

Beim Testen der Stromaufnahme gingen wir genauso wie beim Testen der Drehzahlaufnahme vor. Es wurden die Werte aus Kapitel 5.3 mit den Werten in unserer Visualisierungssoftware (externe Visualisierung) verglichen.

		Vor den Umbaumaßnahmen ermittelt
		Hochfahren	Runterfahren
Flaschen	Masse/kg	Strom in A	Strom in A
2	4,3	0,555	0,260
4	6,6	0,655	0,225
6	8,9	0,750	0,185
8	11,1	0,855	0,155
10	13,4	0,950	0,140
12	15,6	1,080	0,105

Delphi (externe Visualisierung)
Hochfahren	Runterfahren
Strom in A	Strom in A
ca.0,5	ca.0,2
ca.0,6	ca.0,2
ca.0,7	ca.0,2
ca.0,8	ca.0,1
ca.0,9	ca.0,1
ca.1,0	ca.0,1

17.3 Testen der Zustandsanzeige

Beim Testen der Zustandsanzeige wurden nacheinander die einzelnen Taster betätigt und dann beobachtet, welcher Text auf unserem Display ausgegeben wird.

Hierzu erstellten wir folgende Tabelle:

Taster Hoch		Taster Runter		Textausgabe Display
betätigt	nicht betätigt	betätigt	nicht betätigt
X			X	"hochfahren"
	X	X		"runterfahren"
X		X		"stillstand"
	X		X	"stillstand"

17.4 Testen der Lagebestimmung

Hierbei wurde lediglich eine Sichtprüfung durchgeführt. Es wurde untersucht ob das Rechteck das als Simulation der Last auf unserem Bildschirm zu sehen ist sich in die gleiche Bewegung versetzt wie die wirkliche Last.

Zustand der Last			Zustand der simulierten Last
Hochfahren	Runterfahren	Stillstand	Hochfahren	Runterfahren	Stillstand
X			X
	X			X
		X			X

17.5 VDE-Prüfung

Prüfung nach DIN 0100 Teil 610

Messung	Messwerte	Sollwert	iO	niO
Schutzleiterwiderstand	999MΩ	≥0,5Ω	√
Isolationswiderstand	0,01Ω	≤1Ω	√
Netzspannung	242V	230V ±10%	√

Einspeisung Schaltschrank
Messung	Messpunkt 1	Messpunk 2	Prüfspannung	Messwert
1	L1	N	500V DC	>999MΩ
2	L1	PE	500V DC	>999MΩ
3	N	PE	500V DC	>999MΩ

Funktionsprüfung der Anlage:
			iO	niO
Not-Aus-Einrichtung			√
Netzausfall _{(Wiederkehrende Spannung)}			√
Drahtbruch-Sicherheit			√
Geerdeter Steuerstromkreis			√


Verwendetet Messgeräte:
Fabrikat:	Voltcraft	Typ:	VC820
Fabrikat:	Amprobe	Typ:	Genius 5035

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18 Drehzahlsteller

Nachdem soweit alle Arbeiten abgeschlossen waren, ist uns aufgefallen, dass in der bereits vorhandenen Dokumentation ein Drehzahlsteller eingezeichnet ist.

Dieser ist an der Klemmleiste (R1) gezeichnet.

Nach kurzer Rücksprache mit dem Ausbilder, sind wir darauf aufmerksam gemacht worden, dass bereits ein Drehzahlsteller als Bausatz zur Erweiterung der Seilwinde angeschafft wurde.

Nach kurzem einlesen in die Unterlagen, entschieden wir uns dafür, den Bausatz nach beiliegender Anleitung zu löten.

Dieser Drehzahlsteller arbeitet nach dem Prinzip der Puls Weiten Modulation (PWM).

Der Drehzahlsteller besitzt neben einer Strombegrenzung die Möglichkeit die Frequenz der ausgegebenen Spannung zu verändern und zusätzlich noch eine Puls Weiten Modulation (PWM) durchzuführen. Durch diese Einstellmöglichkeiten kann die Drehzahl verändert werden.

Zum Ende des Projektes stand uns leider nicht mehr genügend Zeit zur Verfügung den Drehzahlsteller in Betrieb zu nehmen.

Da aber für spätere Erweiterung eine gewisse Reserve in dem Installationskasten eingeplant wurde, dürfte es kein Problem sein, den Drehzahlsteller durch verlegen einiger Leitungen und anderen kleinen Änderungen in die Anlage zu implementieren.

Abb.: 45 Datenblatt Drehzahlsteller

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19 Projektverlauf (Fazit)

Zu Beginn des Projektes lief alles wie geplant und genau nach dem festgelegten Zeitplan. Wir konnten uns während der Planungsphase relativ schnell darauf einigen, welche Bauteile eingesetzt werden. Wie von uns geplant, konnten die Bauteile dann auch zeitnah bestellt werden.

Erste Probleme tauchten dann auf als wir die Lieferungen der Komponenten erhielten. Erst dann bemerkten wir, dass wir bei unserer Zeitplanung vergessen hatten zu berücksichtigen, dass wir für die verschiedenen Bauteile auch verschiedene Spannungsversorgungen benötigen. Aus diesem Grund wurde dann auch wie in der Dokumentation unter Kapitel 4 beschrieben der Zeitplan abgeändert.

Durch diese Änderung hatten wir natürlich auch einige Probleme die Zeitplanung genau einzuhalten. Dies merkten wir dann im weiteren Verlauf des Projektes daran, dass wir die einzelnen Meilensteine, wie „Mikrocontroller programmiert“ oder „Arbeiten abgeschlossen“ nicht zu den angegebenen Kalenderwochen erreichen konnten.

Außerdem ist noch anzumerken, dass wir, wenn man die komplette Durchführung des Projektes betrachtet, mit der von uns eingeplanten Zeit, zu keinem, zufriedenstellenden Ergebnis gekommen wären.

Durch das Nutzen der Ferien und der, durch die Schule, zur Verfügung gestellten Projektwoche konnten die von uns gesteckten Ziele dann doch erreicht werden.

Zum Schluss ist zu sagen, dass wir größten Teils mit dem Ablauf des Projektes zufrieden sind, jedoch hätte man einige Sachen anders machen können.

Was hätte man besser machen können?

Für die Planungsphase hätten wir weniger Zeit einplanen können
Vor dem Projekt mehr auf Probleme, die entstehen können, eingehen.

(z.B. Spannungsversorgung)

Mehr Pufferzeit beim Einbau und dem Testen der Bauteile einplanen
Eventuelle Lieferschwierigkeiten einplanen
Mehr Alternativen in der Planungsphase suchen, um schneller auf Probleme reagieren zu können ( Probleme bei der Gewichtsbestimmung)

Inhaltsverzeichnis

20 Erklärung

Hiermit erklären wir, dass alle in der Projektdokumentation ausgeführten Ergebnisse, auf von uns eigenständig durchgeführte Arbeiten zurückzuführen sind.

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Unterschrift Jan Schmitz Unterschrift Christian Gödderz

Inhaltsverzeichnis

		ohmischer Widerstand	Stromwandler	Magneto-Resestiven
	Wie?
	Wie?



Was?
Was?

keine Leistungsverluste		5	3	1
einfaches Handling		2	3	4
kostengünstig		2	3	1
Gleichstrommessung möglich		1	5	1
Bedeutung		10	14	7

Parameter	CMS2005	Div.
Primary nominal current, effective	5	A
Primar measurement range (for 3s)	0...±15	A
Overload	10x I	A
Output voltage at ± I	±2,5	V
Internal resistor of the CMS2000	<150	Ω
Power voltage	±12..±15	V

I_einstell	U_Out
I_einstell	U_Out
0,5	0,23	0,45
0,6	0,27	0,45
0,7	0,31	0,45
0,8	0,36	0,45
0,9	0,39	0,44
1	0,45	0,45
1,1	0,5	0,45
1,2	0,54	0,45
1,4	0,63	0,45
1,5	0,67	0,45
1,7	0,75	0,44
1,9	0,81	0,43
2	0,88	0,44
2,5	1,13	0,45
3	1,34	0,45
3,5	1,53	0,44
4	1,76	0,44
4,5	2,02	0,45
5	2,26	0,45

		Photoelektrisch	Magnetisch	Schleifkontakte
	Wie?
	Wie?



Was?
Was?

Schmutzunabhängig		3	1	2
einfache Installation		1	2	4
platzsparend		1	3	3
kein mechanischer Verschleiß		1	1	5
Bedeutung		6	7	14

		CNY70	Incrementalgeber
	Wie?
	Wie?



Was?
Was?

Arbeitsaufwand		4	2
platzsparend		3	1
Genauigkeit		3	2
Bedeutung		7	5

		C-Control 1 M-Unit 2.0	C-Control 1 M-Unit 1.1	Atmel ATmega32
	Wie?
	Wie?



Was?
Was?

bekannte Programmiersprache		3	3	5
einfaches Handling		3	3	4
kostengünstig		3	3	2
Informationsmaterial		2	2	4
Preis/Leistungs- Verhältnis		3	4	2
Bedeutung		14	15	17

Inkrementalgeber	5V DC	1,2V DC
Strommess-IC	+/- 12V DC
C-Control	5V DC