Přečerpávací stanice – model technologického procesu řízený PLC automatem

SŠ prof. Zdeňka Matějčka, Ostrava Poruba
Originální úchyty pro dvě nádrže přečerpávací stanice a figurky potápěčů indikující pohyb hladiny.
Hard
Medium-term
15+ yrs
Verified by Prusa Team
Suitable printers: Prusa MINI / MINI+Prusa MK3/S/S+
0
2
0
214
updated December 30, 2021

Summary

PDF
Originální úchyty pro dvě nádrže přečerpávací stanice a figurky potápěčů indikující pohyb hladiny.

The focus of the target group

Přibližný věk studentů: 15-16 let

Typ školy: střední, technicky zaměřená, studijní obor pro žáky s postižením

Využití pro vyučování: v předmětu ELN – Elektronika pro výuku PLC programování ve 3. ročníku studijního oboru IT – Informační technologie (18-20-M/01)

Necessary knowledge and skills

Pro úspěšnou realizaci projektu (se doporučuje, aby měli členové týmu):

  • zkušenosti s 3D tiskem jednoduchých dílů, 
  • zkušenosti s návrhem 3D modelů v příslušném sw (3D Builder), zejména pak s těmito konkrétními funkcemi: hollow, subtract, emboss, merge apod.

Pro pochopení, jak pracuje řídící program:

  • znalosti IEC 61131-3 normy pro tvorbu PLC programu
  • základní logické členy, druhy vstupů/výstupů
  • rozdíly mezi KLO a SLO 

Project objectives

Výukový cíl projektu: vytvořit originální výukový model technologie

Kompetence (personální a sociální): týmová spolupráce, dotažení úkolu do konce,

                    (občanské): respektuje osobnost druhých spolužáků,

                    (využívat prostředky IT): učí se používat nové aplikace (3D Builder, Blender),

                    (k učení): poznává nové technologie 3D tisku.

 Hmatatelný výsledek projektu: reálné zařízení, které není možné koupit

Required equipment

Nutno zakoupit:

  • PLC automat – Siemens LOGO! 8 (24CE),
  • napájecí zdroje – 230/24V; 230V/12V,
  • PVC transparentní trubka o vnějším průměru 50mm (délka 50-100cm),
  • elektromagnetický nízkotlaký ventil 12/24V,
  • ponorné vodní čerpadlo 12/24V s výtlakem až 1m a výkonem 5-7litrů/min,
  • DIN lišta 35 – 1 až 2m,
  • univerzální montážní adapter na DIN lištu,
  • transparentní hadice na vodu: ¾“, 10mm vnější průměr,
  • tlačítko zelené/červené,
  • signálka (2 ks) 24V oranžová,

Pozn.: nutno obstarat montážní rám (500x500mm) a na něj nutno umístit DIN lišty

Nutno vyrobit (na 3D tiskárně):

  • horní zátka nádrže,
  • spodní zátka nádrže,
  • držák nádrže k DIN liště,
  • figurka potápěče (2 ks)
  • držák tlačítek (Start, Stop)
  • držák ventilu,
  • držák signálek
Situační schémaPříloha 1
Rozpiska materiáluPříloha 2
Výukové materiályPříloha 3

Project time schedule

Příprava – objednání, nákup materiálu (1-3dny)

Výroba dílů (3D tisk) – 8-10 hodin (cca >1h/díl)

Montáž – 2hodiny

Instalace programu LOGO! SoftComfort – připojení PLC automatu k internetu – 1hod.

Test zařízení – variantou 0 programu – 15min.

Workflow

Výroba přečerpávací stanice:

  1. Objednání a nákup dílů, které je nutno zakoupit
  2. Výroba dílů na 3D tiskárně – zadání úkolů jednotlivým studentům
  • 3D model -> G code (některé díly jsou dvoubarevné, nutno nachystat příslušné PLA struny a při nastavit parametry tisku v programu PrusaSlicer)
  1. Montáž přečerpávací stanice, zapojení vstupů/výstupů PLC automatu

Tvorba a spuštění řídícího PLC programu:

  1. Analýza algoritmu činnosti přečerpávací stanice
  2. Výklad a vysvětlení činnosti programu a jeho jednotlivých částí
  3. Vytvoření PLC programu (FBD) v programu LOGO! SoftComfort
  4. Odladění, simulace programu
  5. Upload programu do paměti PLC automatu
  6. Spuštění (RUN) programu – činnost přečerpávací stanice
  7. Stisk tlačítka START pro zahájení činnosti čerpadla
  8. Stisk tlačítka STOP pro vypnutí programu

Shrnutí výsledku:

Po montáži přečerpávací stanice bylo nutno provést utěsnění spojů u elektromagnetického ventilu, kterými unikala voda z horní nádrže.

Na začátku byl vyzkoušen program ve variantě 0 – „manuální ovládání čerpadla a ventilu“.

Bylo zjištěno, že činnosti programu „vadí“ absence zpětné klapky za čerpadlem. Téměř třetina objemu spodní nádrže se po vypnutí čerpadla zaplnila vodou v hadici, která se nestačila přečerpat.

Dalším nedostatkem bylo zjištění, že otevřený elektromagnetický ventil propouští vodu z horní nádrže pomalu. Doba, než se voda přemístí z horní do spodní nádrže, je neúměrně dlouhá. Ventil bude nutno nahradit jiným typem nebo bude nutno jej otočit o 90° a vyzkoušet jej v této poloze. (Sítko z ventilu bylo odstraněno, aby nebránilo volnějšímu proudění kapaliny).

Studenti byli se svým příspěvkem spokojeni. Největší pocit uspokojení všichni členové týmu prožívali, když viděli zařízení smontované a funkční.

 

Po odstranění těchto drobných nedostatků bude možné zpracovat další varianty PLC programu a zařízení využívat k výuce.

Authors

Kontaktní osoba: Mgr. Ing. Zdeněk Pokorný, učitel odborných předmětů Třída: IT1 v předmětu UPR-Učební praxe ve školním roce 2020-2021 Studenti IT1(13): 3D modely (zpracováno v programu 3D Builder, Blender) Námět projektu: vlastní/původní, vyplývající z potřeb výuky

Model origin

The author hasn't provided the model origin yet.

License