Konzept des vernetzten Automatisierungslabors

Die Fertigungsanlage in Ringstruktur (Bild 13.2, click) ist aus verschiedenen Modulen zusammengestellt (Roboter/Einleger/Bänder usw.). Das herzustellende Produkt, der Bearbeitungsvorgang und damit der Materialfluss kann von den Schülern selbst bestimmt werden.

Der dazugehörige Informationsfluss wird in dieser Anlage durch ein Feldbussystem (INTERBUS) realisiert. INTERBUS ermöglicht auf einfache Weise die Kommunikation von Mastern, Submastern (unterlagerte SPS) und Slaves (z.B. Roboter-Controller) untereinander. Das Bussystem ist damit auch für den Einsatz in der beruflichen Erstausbildung gut geeignet, wie die Erfahrung von mittlerweile 10 Jahren Unterrichtspraxis gezeigt hat.

Da mehrere Projektgruppen in einem Zeitraum parallel an der Anlage arbeiten sollen, ist ein abgestuftes Anforderungsprofil erforderlich. So können Berufsschüler auf ihrem Anforderungsprofil die Anlage genauso in Betrieb nehmen wie die Schüler der Fachschule für Automatisierungstechnik.

 

Die Schüler können durch das Zusammenschalten der BUS-Module ihre Kommunikationsstruktur selbst erweitern:

- Inbetriebnahme eines Modules (SPS/IPC mit einer dezentralen Peripherie)
- Kommunikation mit der Nachbarstation ( SPS/IPC mit mehreren dezentralen Geräten)
- Kommunikation einer Fertigungslinie (Master mit unterlagerten SPS und Slaves)
- Kommunikation der Gesamtanlage (Master-Master-Kommunikation)
- Visualisierung und Feldbusanbindung an das Ethernet

 

Für die Projektarbeit am mechatronischen System wurden folgende Inhalte, Kompetenzen und Ziele definiert:

Zielgruppen:

- Fachschule für Automatisierungstechnik (Module)
- die neugeordneten Berufe der Mechatronik, der Metall- und Elektrotechnik (Lernfelder)

Handlungsorientierte Projektziele:

Die Projektgruppen sollen die Funktionsmodule/Fertigungsinseln
- mechanisch, elektrisch und pneumatisch in Betrieb nehmen
- projektieren, programmieren und in Betrieb nehmen
- mit einem Feldbus vernetzen, parametrieren und programmieren.

Sie sollen:
- busgestützte Anlagen projektieren- Fehlerdiagnosen durchführen und die Anlage in Stand setzen
- durch Prozessvisualisierung Bediener- und Beobachter-Funktionen realisieren
- Feldbusse an höher gelagerte Netze (Ethernet) anbinden (SPS-Netzwerk).

 

Fertigungsanlage in Ringstruktur, bestehend aus den Modulen:

- Doppelmagazin,
- 2 pneumatisch- elektrische Handhabungsgeräte,
- Kontrollstation zur Materialerkennung und Dickenmessung
- 2 Industrierobotern
- 3 Transportbändern 24V/DC
- Transportband 230V/AC
- Tellerlager
- XYZ-Fräse
- Bohrstation

 

Strukturierung der Projektarbeit in:

- Informationsphase
- Planungsphase
- Ausführungsphase
- Kontrollphase
- Dokumentations- und Präsentationsphase

 

Sozialkompetenzen:

- Teamarbeit
- Kommunikation

Methodenkompetenzen:

- Planen und Organisieren von Arbeitsabläufen
- Entwicklung von Lösungsstrategien
- Moderation, Präsentation
- Dokumentieren und Protokollieren

Fachkompetenzen:

- mechanische, elektrische und pneumatische Inbetriebnahme
- Lesen von Schaltplänen
- Beachtung von Sicherheitsbestimmungen
- Grundlagen der Elektrotechnik und -pneumatik
- Fehlersuche an realer Hardware mit industrieüblicher Verdrahtung und Verschlauchung
- Funktionsweise und Justage von Sensoren
- Instandsetzung, Instandhaltung und Kundenübergabe
- Antriebstechnik: Ansteuerung, Positionierung, Regelung, Wegmesssysteme
- Grundlagen der SPS- Hardware und Programmierung
- Grundlagen der Feldbustechnologie und Prozessvisualisierung
- Netzwerke - Industrial Ethernet/PROFINET
- Handhabungstechnik: Bewegen, Sichern, Speichern

- Maschinensicherheit
- Industrieroboter-Technik und Programmierung

Leistungsnachweise durch:

- Praktische Umsetzung der Aufgabenstellungen
- Einzel- und Gruppenpräsentation der Projektarbeit
- Gesamtpräsentation mit Kundenübergabesituation
- Fachgespräch
- Schriftliche Projektdokumentation nach den Kriterien einer schriftlichen Hausarbeit
- Erstellen einer Internetpräsentation (Projekt-Homepage).

 

Hilfsmittel:

- Handbücher mit Schaltplänen, Funktionsbeschreibungen und Stücklisten
- Tabellenbücher
- Anwendung von Textverarbeitung und Tabellenkalkulation
- (CAD) Erstellen von Schaltplänen und Dokumentationen
- Software- Systemhilfe
- CD-ROM IEC 61131- Grundlagen
- Handbücher IEC 61131- Programmierung
- Simulationssoftware MULTIPROG u.a.
- Projektierungshandbücher Hardware
- Download von Handbüchern und Software aus dem Internet
- Firmen- Hotline/Homepage
- Handbuch Roboter- Programmierung
- Power-Point- Präsentationen
- CD-ROM Feldbus-Grundlagen, INTERBUS, AS-I, PROFIBUS
- CD-ROM Grundlagen Ethernet TCP/IP
- Visualisierung mit Genesis 32, PROVISIT, VISU+
- OPC Server-Handbuch

 

 

 

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