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Mission 85 · PRO (braucht Pro)

Übung zu Die ganze Fabrik steuern: SPS-Programmierung

Hochfahren, Chargen, Abfüllen, Ausschleusen, Roboter, Wickler, FTS und Sicherheit: ein Programm für die ganze Anlage.

Programmiere die ganze Getränkefabrik auf einmal. Bring Druckluft und Dampf hoch, bevor irgendetwas produziert, setze Zuckerchargen an und pasteurisiere sie, wenn der Puffertank leer wird, lass die Abfülllinie nur laufen, wenn sie Produkt, Luft und Platz hat, wirf jede schlechte Flasche am Tor aus, übergib volle Paletten an den Wickler und das FTS und mach Not-Halt und Lichtgitter sicher.

Der Boss. Sie hat Tipps und keine Musterlösung, also lässt sie sich nur selbst lösen. Bestehe sie, um das Fabrik-Abzeichen zu verdienen, das in deinem Profil und neben deinem Namen angezeigt wird.

Diese Mission gehört zu ProErstelle ein kostenloses Konto: Jedes Konto bekommt bis 5. Dezember eine kostenlose Pro-Testphase.

Ohne Karte. Nichts zu zahlen. Nichts zu kündigen.

Official release: 5 December. Steh an dem Tag ganz oben in der Bestenliste und gewinn 3 Monate Pro, plus 2 Wochen Pro zum Verschenken an einen Freund. Platz 2 gewinnt 4 Wochen. Platz 3 gewinnt 2 Wochen. Regeln

  • Jede Lektion, ab null
  • Jede Mission und Lektion, mit jedem Level
  • Ein praktischer Test für jeden Titel, mit Zertifikat
  • Jeden Test zurückspulen, Zyklus für Zyklus
  • Musterlösungen, wenn du feststeckst
  • Der Code-Konverter, so oft du willst
Die 3D-Modellfabrik, auf der diese Mission läuftPRO (braucht Pro) Mission
So läuft der Test ab

Erst die Versorgung, dann die Linie

Test 1 von 10
Vom Test gesetztVom Test geprüftSchritt 25 von 25
Level
Experte
Zeit
Über uns 240 Min.
Belohnung
+3000 XP
Anlage
3D-Modellfabrik
Editoren: Siemens
Kontaktplan (KOP), SCL
Editoren: Rockwell
Kontaktplan, Strukturierter Text
Editoren: Beckhoff
Strukturierter Text
Stufe
32. Abschlussprojekt: die ganze Fabrik betreiben
Gefordertes Verhalten

Die ganze Fabrik steuern: was dein Code tun muss

Anlagenzustände (State): 0 Gestoppt, 10 Anlauf, 20 Läuft, 30 Not-Halt. Start in Gestoppt führt zu Anlauf; Anlauf führt zu Läuft, sobald AirPressure und SteamPressure beide mindestens 6,0 bar haben; Stop in Anlauf oder Läuft führt zurück zu Gestoppt; EStop führt jederzeit zu Not-Halt, und nur Reset bei gelöstem EStop führt zurück zu Gestoppt. BoilerOn in Anlauf oder Läuft. Der Compressor startet unter 6,5 bar und stoppt über 8,0 bar und läuft nur in Anlauf oder Läuft. Die Charge (Step) geht nur in Läuft weiter, und Stop lässt sie, wo sie ist: 0 Leerlauf, eine Charge starten, wenn BufferLevel unter 60 % liegt; 1 WaterValve, bis VesselLevel 50 % erreicht; 2 Feeder mit dem Agitator, bis SugarAdded 20 kg erreicht; 3 SteamValve mit dem Agitator, bis VesselTemp 88 °C erreicht; 4 Halten mit dem Agitator für 10 s, zurück zu 3, wenn VesselTemp unter 85 °C fällt; 5 TransferPump, nur solange BufferLevel unter 95 % liegt, bis VesselLevel unter 1 % ist, dann zurück zu 0. LineRun in Läuft, wenn Produkt im Puffer ist (es startet bei 20 % und läuft, bis es unter 5 % liegt, dann wartet es wieder auf 20 %), AirPressure mindestens 5,5 bar beträgt und AccumFull aus ist. Die Kamera setzt BadBottle, während eine schlechte Flasche vorbeikommt; diese Flasche ist die nächste, die bei GateEye ankommt: Löse RejectGate aus, während sie vor der Weiche steht, auch wenn die Linie zwischendurch gestoppt hat. In Läuft: RobotEnable, außer der Lichtvorhang hat ausgelöst (eine Auslösung, CurtainClear aus, bleibt bis Reset bei freiem Vorhang; sie zählt, egal ob die Fabrik läuft oder gestoppt ist, und Stop und Start löschen sie nicht); PalletOut, solange PalletFull und der Wickler leer ist; Wrap, solange PalletOnWrapper und nicht WrapDone; AGVCall, solange WrapDone. GreenLamp, solange die Linie läuft; AmberLamp in Anlauf oder in Läuft bei gestoppter Linie; RedLamp in Not-Halt oder nach einer Auslösung des Lichtvorhangs. Jeder andere Ausgang ist aus.

Hochfahren
Luft und Dampf auf 6 bar, dann los.
Batch
Wasser 50 %, Zucker 20 kg, 88 °C, 10 s halten, umpumpen.
Zeile
Produkt, Luft und Platz für Gebinde; schlechte Flaschen ausschleusen.
Sicherheit
Not-Halt und Lichtgitter brauchen Reset.
Variablentabelle

Die ganze Fabrik steuern: Eingänge und Ausgänge

Dein Programm liest 17 Eingänge und setzt 16 Ausgänge. 2 weitere Eingänge steuern die Simulation oder zeigen Messwerte, damit du testen kannst. Die Namen sind im Editor jedes Herstellers gleich.

VariableDatentypDein CodeWas es an der Maschine bedeutet
StartBOOLLiestEin Eingang, den dein Code brauchtDie Fabrik starten
StopBOOLLiestEin Eingang, den dein Code brauchtDie Fabrik an Ort und Stelle anhalten
ResetBOOLLiestEin Eingang, den dein Code brauchtReset nach einem Not-Halt oder einer Auslösung des Lichtvorhangs
EStopBOOLLiestEin Eingang, den dein Code brauchtNot-Halt gedrückt
AirPressureREALLiestEin Eingang, den dein Code brauchtDruck im Druckluftbehälter, bar
SteamPressureREALLiestEin Eingang, den dein Code brauchtDampfdruck im Kessel, bar
VesselLevelREALLiestEin Eingang, den dein Code brauchtFüllstand im Mischbehälter, %
VesselTempREALLiestEin Eingang, den dein Code brauchtChargentemperatur, °C
SugarAddedREALLiestEin Eingang, den dein Code brauchtZucker, den die Dosierwaage dieser Charge zugegeben hat, kg
BufferLevelREALLiestEin Eingang, den dein Code brauchtFüllstand im Puffertank des Füllers, %
BadBottleBOOLLiestEin Eingang, den dein Code brauchtKamera: Eine Flasche ohne Etikett fährt vorbei
GateEyeBOOLLiestEin Eingang, den dein Code brauchtEine Flasche steht vor der Ausschleuse
AccumFullBOOLLiestEin Eingang, den dein Code brauchtDrei Packs warten auf den Roboter
CurtainClearBOOLLiestEin Eingang, den dein Code brauchtStrahlen des Lichtvorhangs nicht unterbrochen
PalletFullBOOLLiestEin Eingang, den dein Code brauchtEine volle Palette wartet oder ist auf dem Weg zum Wickler
PalletOnWrapperBOOLLiestEin Eingang, den dein Code brauchtEine Palette steht auf dem Drehteller des Wicklers
WrapDoneBOOLLiestEin Eingang, den dein Code brauchtDie Palette auf dem Wickler ist gewickelt
PersonInCellBOOLNicht nötigZum Testen oder Beobachten; dein Code kann es weglassenProbier es aus: Jemand geht in die Roboterzelle
CompressorFaultBOOLNicht nötigZum Testen oder Beobachten; dein Code kann es weglassenProbier es aus: Der Kompressor fällt aus
CompressorBOOLSchreibtEin Ausgang, den dein Code setztDen Kompressor laufen lassen
BoilerOnBOOLSchreibtEin Ausgang, den dein Code setztDen Kessel einschalten
WaterValveBOOLSchreibtEin Ausgang, den dein Code setztWasser in den Mischbehälter
FeederBOOLSchreibtEin Ausgang, den dein Code setztDie Zucker-Dosierwaage laufen lassen
AgitatorBOOLSchreibtEin Ausgang, den dein Code setztDas Rührwerk laufen lassen
SteamValveBOOLSchreibtEin Ausgang, den dein Code setztDampf in den Behältermantel
TransferPumpBOOLSchreibtEin Ausgang, den dein Code setztDie Charge in den Puffertank pumpen
LineRunBOOLSchreibtEin Ausgang, den dein Code setztDie Abfülllinie laufen lassen
RejectGateBOOLSchreibtEin Ausgang, den dein Code setztDie Ausschleuse auslösen
RobotEnableBOOLSchreibtEin Ausgang, den dein Code setztDen Roboter palettieren lassen
PalletOutBOOLSchreibtEin Ausgang, den dein Code setztDie volle Palette zum Wickler fahren
WrapBOOLSchreibtEin Ausgang, den dein Code setztDen Stretchwickler laufen lassen
AGVCallBOOLSchreibtEin Ausgang, den dein Code setztDas FTF rufen, um die gewickelte Palette abzuholen
GreenLampBOOLSchreibtEin Ausgang, den dein Code setztSignalsäule: Produktion
AmberLampBOOLSchreibtEin Ausgang, den dein Code setztSignalsäule: Start oder Warten
RedLampBOOLSchreibtEin Ausgang, den dein Code setztSignalsäule: Not-Halt oder Auslösung des Lichtvorhangs

In Siemens SCL schreibst du die eigenen Variablen eines Bausteins mit # davor, wie TIA Portal es tut: #Start. Rockwell und TwinCAT verwende einfach den Namen: Start.

Automatische Tests

Die ganze Fabrik steuern: was die Tests prüfen

  1. Nichts produziert, bevor Luft und Dampf da sind; der Kompressor hält 6,5–8,0 bar.
  2. Jede Charge wird volle 10 s bei 85 °C oder heißer gehalten, bevor sie weitergeht, und überfüllt den Puffer nie.
  3. Die Linie läuft nur mit Produkt, Luft und Platz für Gebinde und wirft jede schlechte Flasche aus, aber keine gute.
  4. Paletten werden der Reihe nach bewegt, gewickelt und versandt, ohne Zusammenstöße.
  5. Not-Halt und Lichtgitter brauchen einen bewussten Reset; nichts startet von selbst.
  6. Eine ganze Schicht voller Stopps, Auslösungen und Besucher endet mit einer guten Charge, versandten Paletten und keinem einzigen Fehler.
  1. Ausprobieren Nutze die Tasten unter dem Modell und sieh, wie die Anlage reagiert.
  2. Lösung testen Jede Prüfung läuft mit einem Druck auf deinem Code.
  3. Zurückspulen PRO (braucht Pro) Wenn eine fehlschlägt, geh sie Zyklus für Zyklus zurück, um zu sehen, warum.

Hängst du bei dieser Mission fest? Frag die Mitglieder in der Umkleide.

Warum es wichtig ist

Wo du das im Betrieb sehen würdest

Eine Abfüllhalle hat eine Liniensteuerung über ihren Maschinen. Sie startet die Versorgung, fordert Produkt an, verfolgt Ausschuss und gibt Paletten weiter.

Eine einzige fehlende Verriegelung in einer ganzen Anlage bedeutet einen übergelaufenen Puffertank, eine unpasteurisierte Charge in den Flaschen, eine zerdrückte Palette oder einen Roboter, der startet, während jemand in der Zelle ist. Die Kunst ist, ein Dutzend Maschinen im Takt zu halten, ohne je eine davon etwas Gefährliches tun zu lassen.

Wo du das findestEine Steuerung für eine ganze Fabrik: wann jede Maschine laufen darf und was sie sicher hält

Eine kleine Getränkefabrik stellt ein Orangengetränk her. Zucker und Wasser werden dosiert und pasteurisiert und dann zu einem Füller gepumpt. Flaschen werden gefüllt, verschlossen, etikettiert und geprüft, in Sechserpacks verpackt, von einem Roboter auf Paletten gestapelt, gewickelt und von einem fahrerlosen Stapler zur Rampe gebracht. Jede Maschine hat ihre eigene Steuerung; die Anlagensteuerung entscheidet, wann jede laufen darf, übergibt die Arbeit von einer zur nächsten und stoppt alles sicher.

  1. BatchMischen und pasteurisieren
  2. FillFüllen, verschließen, etikettieren
  3. PrüfenSchlechte Flaschen ausschleusen
  4. VerpackenRoboter stapelt PacksDu bist hier
  5. VersendenWickeln, FTF zur Rampe
In einer echten Anlage: Orte, Teile und Sicherheit
  • Abfüllhallen für Erfrischungsgetränke und Säfte
  • Betriebe für Soßen, Molkereiprodukte und flüssige Lebensmittel
  • Flüssige Haushalts- und Körperpflegeprodukte

Ein Not-Halt ist über ein Sicherheitsrelais verdrahtet, das die Energie selbstständig abschaltet. Das Programm muss dann alles aus halten und auf ein bewusstes Reset und Start warten, damit sich nichts überraschend bewegt.

Roboterzellen sind umzäunt. Lichtvorhänge und verriegelte Türen stoppen den Roboter, wenn jemand hineingeht, und ein Wiederanlauf braucht ein Reset von außerhalb der Zelle, im Sinne von ISO 10218 und ISO 13849.

Die Größen, Zeiten und Schnittansichten sind didaktische Entscheidungen, keine Zeichnung einer bestimmten echten Anlage.

Mach weiter

Als Nächstes auf dem Weg