Erschienen am: 01.03.2018, Ausgabe SPS-MAGAZIN 3 2018

Industrielle Abläufe realistisch simulieren

Aus möglichen Fehlern lernen

Anhand der Industriemodelle von Christiani wird die Welt der Technik transparent und nachvollziehbar. Sowohl als Einstieg in die Automatisierung als auch für die Abbildung von realistischen Simulationen industrieller Abläufe dienen diese Aufbauten. Dabei erlauben sie eines ganz sicher: Fehler in der Steuerung und Inbetriebnahme.


Bild: Dr.-Ing. Paul Christiani GmbH & Co. KG

Das Lernen an konkreten Simulationsmodellen bietet entscheidende Vorteile. Anders als bei digitalen Simulationen, lassen sich Abläufe, Zusammenhänge und Prozesse nicht nur visualisieren, sondern real nachbilden mit exakt den gleichen Möglichkeiten, wie bei realen Industrieanlagen. An originalen Bauteilen testen Auszubildende, Schüler oder Studierende direkt am Modell und programmieren ohne Gefahr zu laufen, größere Schäden anzurichten. Schnell lassen sich im Falle eines Falles die Komponenten des Modells kostengünstig ersetzen. Vielfältige Lernsituationen und Aufgabenstellungen lassen sich abbilden:

  • • Simulation komplexer Zusammenhänge in der Steuerungs- und Regelungstechnik
  • • Praxisnahe Programmier- und Steuerungsaufgaben lernen
  • • Simulation komplexer Automatisierungsprozesse

Aufbau und Konzept

Alle Modelle sind mit Komponenten von Fischertechnik aufgebaut und verfügen über eine 24V-Stromversorgung. Die Modelle lassen sich in die Kategorien Kombi-Modelle und Stand-alone-Modelle einteilen und simulieren u. a. folgende Teilbereiche aus der Industrie: Fördern bzw. Transportieren, Bearbeiten, Sortieren, Umsetzen, Lagern. Der modulare Aufbau der Kombi-Modelle erlaubt den Anwendern, ihre eigene automatisierte Modellanlage zusammenzustellen und die gewünschten Aufgabenstellungen zu simulieren. Alle Modelle dieser Reihe sind auf gleichartigen Sockelplatten aufgebaut, so dass einem individuellen Aufbau nichts im Wege steht. Die Stand-alone-Modelle hingegen simulieren einzelne Teilprozesse aus der automatisierten Produktion sowie komplexe Alltagssituationen, z.B. Waschstraße, Sonnenfolger, Aufzug, Industrietor oder Klimakammer.

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Handlungsorientiertes Lernen

Die Modelle ermöglichen die fundierte, praxisnahe Vermittlung von Know-how in der Steuerungs- und Regelungstechnik sowie in der Programmierung. Alle Modelle verfügen über Schnittstellen gemäß dem Industriestandard und sind ansteuerbar mit handelsüblichen SPSen, teilweise auch mit Kleinsteuerungen, wie Siemens Logo!, Crouzet Millenium oder Moeller Easy. Über die Funktionalität der Modelle lässt sich sofort überprüfen, ob die Programmieraufgaben fehlerfrei erledigt wurden. Abläufe und Funktionen können so gefahrloses getestet werden. Selbst komplexe Industrieprojekte sind detailliert nachbaubar. In der Planung und Programmierung fallen mögliche Probleme bereits am Anfang auf und geeignete Alternativen lassen sich in der Praxis schnell prüfen. Speziell für Hersteller von komplexer Software und Steuerungsprogrammierung bieten sich diese Modelle als Blickfang an, denn das virtuelle, oft erklärungsbedürftige Produkt wird auf den Punkt gebracht und zeigt selbst, was es leisten kann.

Umsetzer mit Sauggreifer

Ein gutes Beispiel eines Kombi-Modells ist der Umsetzer mit Sauggreifer. Dieses Modell besteht aus den Modulen Förderbändern, einem Zweiachs-Portalroboter und einem Zwischenlagerplatz. Der Portalroboter setzt mit dem Sauggreifer ein Werkstück zwischen den Förderbändern bzw. dem Zwischenlagerplatz um. Die Förderbänder dienen als Ein- und Ausgabestation des Moduls. Dem Lernenden stehen dabei reale Aufgabenfelder aus der Handhabungstechnik offen - von der Planung und Steuerung, über die Programmierung bis zu Inbetriebnahme und Einrichten.

Empfehlungen der Redaktion

Transport- und Sortierstrecke

Im Simulationsablauf des Stand-alone-Modells einer Transport- und Sortierstrecke werden Pakete per Dreiachsportal kontinuierlich von den Entnahmeplätzen zum Registerlager zurücktransportiert, sodass ein geschlossener Kreislauf entsteht. Zu Beginn befinden sich die Pakete im Registerlager der Transport und Sortierstrecke, die mit ihrem üblichen Simulationsablauf beginnt. Nach Ablage des ersten Pakets auf dem ihm zugeteilten Entnahmeplatz, wird der Roboter, der sich über der Transport- und Sortierstrecke befindet, durch das Signal des entsprechenden Reflexionslichttasters aktiviert und bringt das Paket wieder zurück in das Registerlager der Transport- und Sortierstrecke. Anschließend bewegt sich der Roboter zum nächsten belegten Entnahmeplatz. Auf diese Weise werden alle bereits sortierten Pakete wieder ins Registerlager zurücktransportiert, sodass ein geschlossener Kreislauf entsteht.

Gesamtkonzept für die Automatisierung

Ergänzend zu den Industriemodellen bietet das Lehrinstitut Christiani noch das modulare Mechatroniksystem mMS, welches eigens für die praxisnahe Aus- und Weiterbildung in der Automatisierungs- und Robotertechnik entwickelt wurde. Das System basiert auf Funktionsbaugruppen mit original Industriekomponenten, die sich auf Alu-Nutenplatten kombinieren lassen. So entstehen Stationen mit mehreren Anwendungen bis hin zu komplexen Anlagen oder einer simulierten Lernfabrik 4.0.

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