SPS Programmierung / Automatisierung

Automatisierung einer Kälte-Verbund-Anlage mittels SIEMENS SPS S7

Noch vor über hundert Jahren wurden Braukeller mit schattenspendenden Kastanien gekühlt. Ob nun wahr oder nicht hatte der Autor dies in einem Bericht über Carl von Linde erfahren. Heute sitzt man dort lieber im Sommer und genießt das Ergebnis des vorherigen Tuns und lässt die Kühlung die Technik erledigen. Letzte Woche durften wir hierbei unsere Fähigkeiten in einer dieser Brauereien unter Beweis stellen und unseren Partner KälteConcept bei der Installation einer Kälte-Verbund-Anlage in Bezug auf die Automatisierung unterstützen.

Zentralsteuereinheit und somit Herzstück ist eine S7-1500, ein KTP900 comfort dient als HMI. Die Kälte-Verbund-Anlage umfasst 2 große Schraubenverdichter aus dem Hause Bitzer. Der Kaltsolekreislauf wird mit 2 Magna Pumpen im Parallelbetrieb druckgeregelt. Zum Betriebszeitenausgleich der 2 Grundfosspumpen im Ölkreislauf werden diese abwechseln redundant betrieben. Das automatisierungstechnische Highlight besteht im Führen eines Fehlerspeichers , welcher die relevanten Kurvenverläufe aller wichtigen Drücke und Temperaturen der letzten 3 Minuten VOR Auftreten eines Fehlers speichert, was sich im Fall der Fälle als immense Hilfe beim Service erweisen kann. 

Steuerung eines NH3-Kaltwassersatzes mittels SIEMENS SPS S7

Mehr und mehr Menschen leiden an diversen Unverträglichkeiten für Nahrungsmittelkomponenten. Auch oder gerade größere Bäckereien erzeugen speziell abgestimmte Produkte und damit ein Stückweit Normalität für die betroffenen Menschen. Zusammen mit unserem Partner KälteConcept nahmen wir für einen dieser Produzenten Ende letzten Jahres einen NH3 Kaltwassersatz in Betrieb.

Zum Einsatz kam unser bewährter Verbundregler für Kälte- und Klimakaskaden. Das Herzstück der Automatisierung ist eine Siemens S7-1500 die, per TP900 Comfort Panel bedienbar, 2 große Schraubenverdichter mit jeweils 75kW Antriebsleistung automatisch steuert. Die Gesamtkälteleistung der Anlage beträgt 420 kW. Die Besonderheit der Steuerung ist die permanente Archivierung der wichtigen Betriebskenngrößen auf einem Ringspeicher, so dass im Fehlerfalle der Prozessspiegel der letzten 30s vor dem Fehler abrufbar ist. Dies erleichtert im Fall der Fälle die Diagnose enorm.

Ferninbetriebnahme der S7-Steuerung einer Kälteanlage

Aufgrund der aktuell in China geltenden Quarantänebestimmungen, die einige zusätzliche Tage bis Wochen in Anspruch nehmen, starteten wir, gemeinsam mit unserem Partner KälteConcept, den Versuch einer Ferninbetriebnahme einer Kälteanlage in Zentralchina mittels Skype und Teamviewer.

Konkret handelte es sich um eine subkritische CO2 Flüssigkeitskühlanlage, bestehend aus 2 parallelen Verbundanlagen mit jeweils 3 CO2-Verdichtern, teilweise über Frequenzumformer geregelt. Die Anlage, welche in einem Windkanal eines großen Chinesischen Autobauers eingesetzt werden soll, ist für bis zu 850kW Kälteleistung ausgelegt.

Die Umsetzung erfolgte im Tia-Portal V15 auf einer S7-1500 CPU mit TP900 Comfort-Panel. Das Besondere dabei ist ein Pre-Error-Archiv, was im Falle einer Störung, alle relevanten Systemwerte bis 30s VOR Auftreten des Fehlers archiviert.

Am Ende war die Sache ein voller Erfolg. Es gab praktisch nur Gewinner, der Kunde sparte Kosten und wurde zu einer Intensivschulung gezwungen, wir ersparten unseren Fachkräften eine weite Fernreise mit unschöner Quarantäne unbekannten Ausmaßes und der verdiente Hauptgewinner ist unsere Umwelt, die sich über weniger Flugreisen freut. Ein zufälliger Blick zum gestrigen Himmel über unser Haus im Vergleich zum 21.02.2012 spricht hier Bände.

Datenanbindung an Beckhoff-SPS über OPC-UA

Unser regionaler Wasserversorger im Vogtland realisiert aktuell ein neues Projekt zur Abwasserbehandlung in einer Kleinstadt. Die Steuerung des Filterbandrechens mit nachgeschalteter Rechengutpresse ist dabei unsere Aufgabe in dem Gesamtverbund.

Dabei werden zwei Betriebsarten unterschieden. Eine basiert auf der Differenz des Wasserspiegels vor und hinter dem Rechenband, die andere orientiert sich am Füllstand des Oberwassers vor dem Rechenband. Der Antrieb des Rechenbandes ist über einen Frequenzumrichter gesteuert, dessen Drehzahl linear zur Differenz bzw. Füllhöhe gestellt wird. Die Messung der Füllhöhe erfolgt über 2 Radarsensoren.

Als Hardware wird eine Beckhoff-SPS als Hutschienen Industrie-PC mit angeschlossenem 12‘‘ Touchscreen verwendet. Die I/Os sind dabei über Ethercat eingebunden, die Anbindung an das Leitsystem erfolgt über OPC-UA. Programmiert ist das Ganze mit TWINCat3.

Steuerung und Visualisierung der Klimatisierung mittels Siemens SPS S7

Pünktlich zum Vorweihnachtsgeschäft wurde im Auftrag eines großen Bäckereizulieferers die Steuerung und die anschauliche Darstellung der Klimatisierung für eine Produktionsanlage für Donuts vor den Toren Warschaus übergeben.

Umgesetzt auf einer S7-1500 CPU programmiert mit Tia-Portal erfolgt die Klima-Steuerung 2er Räume, welche beide sowohl Gären als auch Absteifen können.

Kaskaden-Verbundanlage für Schockfroster

Für unseren Partner KälteConceptwurde durch uns eine Kaskaden-Verbundanlage für Schockfroster, Spiralkühler und TK-Lager mit Kalt- und Warmsoleerzeugung mit einer Siemens SPSS7-1500 CPU umgesetzt und mit TIA-Portal programmiert.

Die Highlights der Anlage sind:

• - 4 Verdichter R723, davon 1 FU ( Frequenzumrichter ) geregelt, die anderen 2stufig
• - 1x3 Verdichter CO2 Schockfroster, davon 1 FU geregelt
• - 1x1 Verdichter TK-Lager FU ( Frequenzumrichter ) geregelt
• - Abtauung Schockfroster und TK-Lager mit Warmsole
• - 3 integrierte Verbundregler zur bedarfsgerechten Bereitstellung der benötigten Kälteleistung
• - bedarfsabhängige Steuerung des R723 Verflüssigers
• - Wärmerückgewinnung zur Erzeugung der Warmsole
• - geregelter Warmsolevorlauf bei Abtauung zur Reduzierung der thermischen Beanspruchung der Verdampfer
• - Kaltsole-Ladekreis mit Pumpenredundanz und Betriebszeitausgleich

Austausch der defekten Siemens SPS einer Schwimmbadsteuerung

Eine durch Korrosion und Umwelteinflüsse geschädigte S7-313 und die Bedieneinheit OP7 einer Pumpensteuerung wurden durch unsere SPS Techniker gegen eine S7-314 und ein Touchpanel KTP 400 Comfort getauscht.

• In folgenden Schritten erfolgte der Umbau:
• - Übertragung des alten Step7 Programms in die neue SPS
• - Neuprogrammierung der Visualisierung in TIA Portal
• - Anbindung Step7 Projekt an Visualisierung mit TIA Portal
• - Wiedereinbau aller SPS Komponenten und des neuen Panels in den vorhandenen Schaltschrank

Mischanlage für Polyurethane

Das neueste SPS Projekt von vbk technology ist eine Mischanlage mit 2 oder 3 Komponenten für Polyurethane.
Zur Anwendung kommt eine Siemens S7-1200 CPU mit verschiedenen LCD Touchpanelen.

• Die Besonderheiten des Projektes sind:
• - Aufnahme und Speicherung der Pumpenkennlinien, somit kein Sensor zur Messung der Mengen nötig.
• - Modus der Austragung wählbar zwischen Menge (Anlage stoppt bei erreichen der Vorgabe), oder endlosem Austrag.
• - Das Programm ist konfigurierbar für 2 oder 3 Komponenten, damit wird ein geringerer Wartungsaufwand für die Software erreicht.

HKL Visualisierung - uniquvis

Pünktlich zur Vorweihnachtszeit erfolgte Anfang Dezember die Übergabe einerHKL-AnlagederKälteConceptan die Bäckerei Schmidt.

Als Schnittstelle zum Kunden dient dabei erneut die Visualisierunguniquvisaus dem Hause vbk technology.

"Power & Free" Fördersystem auf einer SIEMENS SPS S7-1200

Das neueste Automatisierungshighlight aus dem Hause vbk technology ist die automatische Steuerung eines "Power & Free" Fördersystems in einer Handlackieranlage eines großen Herstellers von Fenstern und Türen. 13 Stopper, die in ihren Funktionen frei konfigurierbar sein sollten, die Komplettsteuerung des Schleppkettenantriebes sowie die automatische Absaugung sind jetzt über ein Touchpanel bedienbar.

Die Verwendung eines eigens programmierten Funktionsbausteins ermöglicht eine einfache Skalierbarkeit für die aktuelle Nutzung aber auch für zukünftige Projekte. Aktuell werden darin Mindestverweilzeit und maximale Anzahl der Traversen pro Stopper vom Kunden frei konfiguriert.

Programmiert ist das Ganze auf einer SIEMENS SPS S7-1200 mit dem TIA-Portal V14.

HKL Visualisierung - uniquvis

Nach erfolgter Fertigstellung der HKL-Anlageder Schwarzbach Feinkost GmbH gemeinsam mit derKälteConcept Ende 2015, konnte dem interessierten Bauherrn nun auch der Zugang zu seiner Anlage auf IT-Ebene übergeben werden. Unter dem Namen uniquvis wird der gesamte technische Prozess (Heizung, Klima und Lüftung) visualisiert.

Eine MySQL Datenbank mit über 20 Tabellen versorgt die Visualisierung mit Daten. Zum Einrichten und Konfigurieren der Datenbank und der Visualisierung dient eine HTML5 Anwendung die über jeden modernen Browser bedient werden kann.

Gesamtsteuerung und Visualisierung einer HKL Anlage

Nachdem wir im Laufe des Geschäftsjahres 2015 für einige kleinere Anlagen derKälteConceptdie elektrotechnische Gesamtsteuerung auf einer S7-SPSrealisieren durften, sind wir nun stolz, unseren Beitrag für die Wiedereröffnung der Schwarzbach Feinkost GmbH geleistet zu haben. Mit einem außerordentlichen Maß an Wärmerückgewinnung wurde hier ein innovatives Gesamtpaket aus Heizung, Kälte und Lüftung (HKL) auf die Beine gestellt, so dass die Betreiber in Rekordzeit nun wieder die Regale des Einzelhandels füllen dürfen.

Neben erfolgter Schaltschrankplanung, SPS-Programmierungund Inbetriebnahme, wartet nach Fertigstellung nun zum Abschluss noch ein Sahnestück der Automatisierung, die Visualisierung der gesamtenHKL-Anlage auf unsere Entwickler.