Dauerkalender

Geschwindigkeitsmessung

mit Kübler-Inkrementalgeber und SPS

In dem Versuch wollen wir mithilfe eines Inkrementalgebers und SPS die aktuelle Bahngeschwindigkeit eines Transportbandes ermitteln. Es wird Inkrementalgeber von Kübler 05.2400.1222.0500 verwendet. Der Inkrementalgeber wird auf der Achse der Antriebwalze des Transportbandes angebracht. Der Umfang der Walze beträgt 500 mm, der Geber weist eine Auflösung von 500 Inkrementen pro Umdrehung auf. Der Geber wird an eine SPS angeschlossen. Die SPS soll während der Bewegung des Bandes die Inkremente des Gebers zählen und die daraus resultierende aktuelle Geschwindigkeit des Transportbandes errechnen.

Kübler Inkrementalgeber

Das Prinzip der Lösung ist überschaubar. Die SPS muss in bestimmten und uns bekannten Zeitabständen feststellen, wie viele Inkremente in diesen Zeitabständen „abgefahren“ wurden. Da der Geber 500 Inkremente pro Umdrehung liefern kann und die Antriebswalze 500 mm Umfang hat, wissen wir, dass ein Inkrement einem Millimeter entspricht. Wurden 20 Inkremente gezählt, hat das Transportband, das von unserer Walze angetrieben wird, 20 Millimeter zurückgelegt. Sobald noch die dazu notwendige Zeit bekannt ist, reduziert sich die Aufgabe auf die Formel v=s/t.
Wir bereiten zunächst die SPS vor (S7-Professional, TIA Portal v15).
Das Zählen der Inkremente übernimmt hier der Baustein CTRL_HSC. Die zeitliche Aufgabe erledigt ein Alarm-Organisationsbaustein (Cyclic-Interrupt).

Variablen für den CTRL_HSC-Baustein.

CTRL_HSC Baustein wird eingebunden und mit Variablen versorgt. In dem Beispiel werden die Funktionen von CTRL_HSC kaum in Anspruch genommen.

CPU Einstellungen

Schneller Zähler wird aktiviert.

In dem Beispiel werden nur die A und B - Spuren verwendet.

Eingänge für Spuren A und B bestimmen.

Eingangsadressen

Zählvariable

Eingangsfilter

Organisationsbaustein Cyclic-Interrupt anlegen und Weckalarm (Zeittakt) festlegen.

Nach der Parametrierung braucht die SPS noch ein kleines Programm. Das Programm wird in dem zusätzlich angelegtem OB, der zyklisch (hier alle 500 ms) aufgerufen wird, untergebracht. Es werden hier zwei Variablen, "zaehler_hsc1" (aktueller Zählerstand) und "var".Inkremente_Puffer (alter Zählerstand), untersucht. Sonderfälle werden hier nicht berücksichtigt. Aus der Inkrementen-Differenz und der Zeit (500 ms) wird dann die aktuelle Geschwindigkeit ("var".Speed) in m/min errechnet:

          
          #Differenz := ABS(ABS("zaehler_hsc1") - ABS("var".Inkremente_Puffer));
          "var".Inkremente_Puffer := "zaehler_hsc1";
          "var".Speed := #Differenz * 0.12;
        

Damit das Ergebnis gleich gut sichtbar ist, wird an die CPU ein HMI-Gerät angeschlossen, wo man das Ergebnis laufend beobachten kann.

Geschwindigkeitsanzeige

In der Testschaltung wird der Geber über Umlenkrollen von einem Gleichstrommotor in Bewegungen gehalten. Die Motorspannung beträgt maximal 24 VDC. Die aktuelle Spannung wird mit einem Multimeter gemessen und angezeigt. Der Geber wird mit 24 VDC versorgt. Die Spuren A und B werden jeweils an die Eingänge E1.0 und E1.1 angeschlossen. Die errechnete Geschwindigkeit wird auf dem KTP700 Basic (Siemens) angezeigt.

Schaltplan

Testschaltung

Kurzvideo

Kurzvideo

Weitere Themen: