Switching on the future Switching on the future education cabinet education cabinet handleiding 3.0 handleiding 1.1
INHOUDSTABEL 1 HET CONCEPT... 5 1.1 Het concept... 5 1.2 Normen en regelgeving... 5 1.3 Inhoud van het bouwpakket... 6 1.4 Opleidingen voor docenten... 7 1.5 Consortiumleden... 9 2 HET ONTWERP... 12 2.1 Installatie en registratie van de software... 12 2.2 Het elektrisch schema... 12 2.3 Schakelkastlegende... 14 3 MECHANISCH GEDEELTE... 15 3.1 De industriële, elektrische behuizing... 15 3.2 Bestukken van de montageplaten... 18 3.3 Montage van de elektrische componenten op de kastdeur... 33 4 ELEKTRISCH GEDEELTE... 38 4.1 Benodigdheden... 38 4.2 Vermogenstroombanen... 40 4.3 Stuurstroombanen... 44 4.4 Aarding... 51 4.5 Afwerking van de kast... 52 5 PNEUMATISCH GEDEELTE... 54 5.1 Het ventieleiland... 54 5.2 Handleiding... 55 5.3 Identificatie ventieleiland... 55 5.4 Belangrijke voorschriften... 57 5.5 Diagnosemogelijkheden... 64 5.6 De hoofdonderdelen van het ventieleiland... 69 5.7 Het ventieleiland in actie: Can Crushing... 73 6 AUTOMATISERINGSGEDEELTE... 74 6.1 Hardware PLC en I/O modules... 74 6.1.1 PLC Type ILC 330 PN... 74 6.1.2 In- en uitgangsmodules (IO Modules)... 77 6.1.3 Montage IO modules:... 80 6.2 IP configuratie van de PLC type ILC330 PN... 81 6.3 PLC-programma en programmeersoftware PC Worx... 87 Pag:. 3/133
6.3.1 PLC... 87 6.3.2 Voorbeeldprogramma... 92 6.3.3 Inkoppelen van de IO-modules... 99 6.4 Importeren GSDML file Festo... 100 6.5 Visualisatie/Aansturing PLC... 103 6.6 Profinet Basics... 112 7 TESTEN... 113 7.1 Visuele inspectie... 113 7.2 Draadtesten... 113 7.3 Functionele testen... 114 7.4 Ingebruikname... 115 8 CHECKLIST... 120 9 THEORETISCHE ACHTERGROND... 126 9.1 DOL... 126 9.2 Ster-driehoek... 126 9.3 Softstarter... 127 9.4 Frequentieregelaar ( drive )... 127 9.5 PLC... 128 9.6 Elektropneumatica... 128 10 EXTRA INFO... 129 10.1 Normen... 129 10.2 Algemene info over motorsturingen:... 129 10.3 IEC61439 beknopt uitgelegd... 129 10.4 Schakelkastklimatisatie... 129 10.5 EMC... 129 10.6 PLC programmatie en visualisatie... 129 10.7 Softstarter ABB... 132 10.8 Frequentiesturing ABB... 132 10.9 Communicatie over profinet... 133 10.10 Extra websites... 133 Pag:. 4/133
2 HET ONTWERP 2.1 Installatie en registratie van de software Het EPLAN-pakket bevat een USB-stick, een CD en een dongle (hardware sleutel). De USB-stick bevat de handleiding. Op de CD staat de EPLAN Education software. De dongle is nodig om de software te activeren. Deze moet eerst geregistreerd worden. Stuur een mail naar education@eplan.be om de dongle te registeren. Vermeld daarin de naam van uw instituut, het adres, de naam van een contactpersoon en zijn of haar e-mailadres en telefoonnummer. Geef ook aan hoeveel licenties u wenst. U hebt de keuze uit een stand-alone dongle (voor 1 pc) of een netwerk dongle (voor 1 tot en met 50 gebruikers). Zodra EPLAN uw licentie(s) geregistreerd heeft, ontvangt u de installatieaanwijzingen en een validatiecode om de software te activeren. U krijgt ook een link waarmee u de nodige schema s in EPLANformaat kunt downloaden. Deze schema s stellen u in staat om de industriële stuurkast te bouwen. Bijkomende vragen Met bijkomende vragen kan u contact opnemen met EPLAN via education@eplan.be. Zij staan klaar om u te helpen. 2.2 Het elektrisch schema Opbouw van het schema Het schema is opgebouwd uit verschillende delen volgens de norm EN-IEC 81346-1. = staat voor een groepsindeling + duidt op de inbouwplaats in de groep = kan gezien worden als een hoofdstuk. + als een paragraaf in dat hoofdstuk. Hierdoor krijgt men een overzichtelijke opbouw van het elektrisch schema. Volgende groepen werden voor u aangemaakt : =DOC/+DOC : DOCumentatie met daarin het titelblad, de inhoudsopgave, schakelkastinfo, schakelkast nazicht en samenvattende normuittreksels =SCHEMA/+KAST : groep met het volledige elektrisch schema incl. de lay-out van de kast =BIJ/+ART : BIJlage (groep) + ARTikels (plaats) bevat het artikellijstoverzicht : alle componenten die in het schema voorkomen met hun bestelreferentie, artikelomschrijving en fabrikant =BIJ/+KLEM : BIJlage+KLEM, met alle klemmenstroken, klemmenopbouwlijsten en klemmenaansluitlijsten =BIJ/+KABEL : BIJlage+Kabel bevat een kabeloverzichtslijst met alle kabels die in het elektrische deel voorkomen =BIJ/+PLC : BIJlage + PLC met daarin alle info over de PLC-structuur, weergegeven in overzichtspagina s Pag:. 12/133
Elk deel start met het paginanummer 1. Bladindeling. Elke blad is ingedeeld in 3 zones: de header, het middendeel en de footer. De header is ingedeeld in kolommen, genummerd van 0 tot 9, die noodzakelijk zijn voor de verwijzingen in het elektrisch schema. In het middendeel wordt het hoofdbestanddeel van het schema gevisualiseerd. De footer bestaat opnieuw uit 3 delen. Het nummer in het linkse deel van de footer is dat van de vorige pagina de pagina die voorafgaat aan de actuele pagina. In het onderstaande voorbeeld is dat pagina 1. Onder dit nummer staan de logo s van de partners. Het middendeel van de footer vermeldt de Projectnaam. Deze is op alle pagina s dezelfde. Daaronder wordt een omschrijving van de Pagina weergegeven die aangeeft welke informatie op deze pagina behandeld wordt. In onderstaand voorbeeld is dat de Inhoudsopgave van het volledige schema. Het rechtse deel van de footer vermeldt (zie voorbeeld hieronder): 2.a : het paginanummer van de volgende pagina =DOC : de groepsindeling in de opbouw van het elektrisch schema +DOC : extra onderverdeling van een welbepaalde groep in subgroepen Blad 2 : het actuele paginanummer van dit deel van het schema Blad 57 : het totaal aantal pagina s van alle delen van het schema samen Pag:. 13/133
Codering van de componenten. Elk elektrisch onderdeel is gecodeerd volgens de norm IEC 81346-1. Deze code bestaat uit een 1-ste cijfer, een letter en een 2-de cijfer. Het 1-ste cijfer is de pagina waarop het basiselement de eerste maal voorgesteld wordt. Als basiselement geldt de spoel van een relais, wikkeling van een stroomtransfo, hoofdcontacten van een automaat De letter is de kenletter voor het basiselement volgens de norm IEC 81346-1 (zie schema =DOC/+DOC/5) Het 2-de cijfer is het volgnummer van het basiselement, steeds beginnend met 1 Een voorbeeld van een component is 5Q1-5 = het paginanummer van het desbetreffende deel - Q = kenletter voor een vermogencontactor, volgens IEC82346-1 - 1 = 1-ste contactor op pagina 5 De spoel van een relais of contactor, de hoofdcontacten van een automaat zijn de basiselementen. Alle hulpcontacten krijgen dezelfde codering als deze van het basiselement. Bij elk hulpcontact wordt er verwezen naar de pagina waar het basiselement zich bevindt. Onder het basiselement wordt er een contactspiegel weergegeven die alle gebruikte contacten toont volgens pagina en pad/kolom. Het pad is de horizontale indeelstrook bovenaan de pagina, genummerd van 0 tot 9. 2.3 Schakelkastlegende De schakelkastlegende lezen en begrijpen is noodzakelijk om de plaatsing van alle componenten op een correcte wijze uit te voeren. Deze is terug te vinden in het schema =BIJ/+MODELVIEW 3D pagina s 4; 5; 6 en 7. Iedere component krijgt een positienummer dat gekoppeld is aan de onderdeelcode (ODC, 1 ste kolom) uit het elektrisch schema. Daarnaast wordt verwezen naar de fabrikant (2-de kolom) en het typenummer (3-de kolom) (=artikelnummer) van de component. Pag:. 14/133
Voorzijde (VZ) Vak A : differentieel 63A/100mA, automaat 4-polig C16, TI-klemmen en TI s (stroomtransfo s) De TI-klemmen bestaan uit volgende componenten: 1 meettransformator-scheidingsklem type PTMED-CT/1P-PE ( GNYE ) 6 meettransformator- scheidingsklem type PTME 6 - CT/1P 1 eindplaat type D-PTME6 - CT/1P 3 steker,2-polig met geïntegreerde automatische kortsluitfunctie type PPCT 6/2 3 vergrendeling voor 2 polen, kleur oranje, type PR/2 1 steekbrug type FBS 10-8, kleur rood (breek de nodige pennen af volgens =BIJ/+KLEM pagina 13) 2 testadapter type PAI-4-FIX VT kleur paars 2 testadapter type PAI-4-FIX GN kleur groen 2 testadapter type PAI-4-FIX YE kleur geel 1 eindsteun voor rail type CLIPFIX 35-5 Zet de stroomtransformatoren (TI s) vast met boutjes M4x20 en rondsels. Pag:. 22/133
Vak B : automaat, beveiligingsrelais, contactoren, hoofdschakelaar, verdeelblok Zorg ervoor dat het centerpunt van de as-opening van de hoofdschakelaar perfect in het midden van de montageplaat gepositioneerd is. Dit is noodzakelijk om gealigneerd te zijn met de positie van de hoofdschakelaar in de deur. Hierdoor zal de as-stang zonder problemen gemonteerd kunnen worden. Vak C: beveiliging DOL en YD Voeg het zijdelingse hulpcontact (DOL) samen met de magneto-thermische beveiliger alvorens ze te monteren. Controleer de werking van het contact met een multimeter (ohms uitmeten) bij het omschakelen van de bedieningsknop. Contact 33-34 moet gesloten zijn indien de knop in stand 1 staat. Meer info over deze hulpcontacten is te vinden in de technische fiche van deze hulpcontacten en van de contactoren. Pag:. 23/133
Vak D: contactor DOL, tijdrelais CT-ERE, YD contactoren met elektromechanische vergrendeling, hulprelais Monteer bij de DOL-contactor één NO-hulpcontact. Plaats bij de YD contactoren één NO-hulpcontact op 5Q1 en 5Q3. De ster-driehoek schakeling moet voor een deel gemonteerd worden alvorens deze op de DIN-rail te plaatsen. Plaats de mechanische vergrendeling tussen contactor 5Q2 en 5Q3. Gebruik de 2 witte klemmen om de relais samen te houden. Pag:. 24/133
Neem er het schema bij: =SCHEMA/+KAST pagina 1 en BIJ/+MODELVIEW 3D pagina 4. Denk eraan om alle draden te nummeren. De draadnummers en de overeenkomende draadhouders bevinden zich in de levering van Phoenix Contact. Type PATG 2/15 voor de draaddiameter tot 4 mm², type PATG 3/15 voor 6 mm². 4.2 Vermogenstroombanen Start met =SCHEMA/+KAST pagina 1. Vervolgens zullen ook pagina s 4, 5, 6 en 7 (van =SCHEMA/+KAST) aan bod komen om de vermogenstroombanen te vervolledigen. Voer het eerste deel van de cablage uit met H07V2-K zwart 6 mm². Vertrek vanaf de toevoerklemmen onderaan (vak G VZ) om te gaan naar de hoofdschakelaar (vak B VZ). vak G VZ Pag:. 40/133
vak B VZ Ga van de hoofdschakelaar naar de differentieel schakelaar (vak A -VZ) en laat de draden nadien door de TI s (vak A VZ) lopen. vak A VZ Ga, eenmaal door de TI s, naar de contactoren (vak B VZ) die aangestuurd worden door het veiligheidsrelais om verder te gaan naar het verdeelblok (vak B VZ). vak B VZ Pag:. 41/133
Ga vanaf het verdeelblok met een zwarte bedrading VOB-st 2,5 mm² naar DOL en YD beveiliging (vak C - VZ), volgens =SCHEMA/+KAST pagina 4 en 5. Vak C - VZ Realiseer vervolgens de oversteek vanaf het verdeelblok via de linkse draadkoker VZ naar de linkse draadkoker AZ. Stop de draden voor de oversteek tussen de twee montageplaten in een flexibel om ze te beschermen, zoals eerder getoond. Ga aan de achterzijde naar de beveiliging van drive en softstarter (vak C - AZ). Gebruik hiervoor nog steeds draden VOB-st 2,5 mm², zwart. Op onderstaande foto is ook al de voeding stuurstroombaan 6Q2 te zien. Deze wordt uitgevoerd in draadkleur zwart-blauw (wisselspanning) en komt pas later in deze handleiding aan bod. Pag:. 42/133
5 PNEUMATISCH GEDEELTE 5.1 Het ventieleiland Het voornaamste kenmerk van een ventieleiland is de functie-integratie. Dit betekent dat allerlei functies in één enkele component geïntegreerd kunnen worden wat een enorme tijdswinst aan cablage betekent en waardoor het geheel veel compacter wordt. Bovendien is het administratief en logistiek voordeliger slechts één component te moeten behandelen in de plaats van x-aantal componenten. Onderstaande foto s maken het nut van functie-integratie meteen duidelijk. Or this way? Pag:. 54/133
5.2 Handleiding Van het CPX ventieleiland zijn een aantal manuals beschikbaar op www.festo.com -> Support Portal -> Techn. Documentation -> Support / Downloads -> Techn. documentation Aangezien het ventieleiland een groot aantal mogelijkheden biedt, is de documentatie verspreid over verschillende manuals. Product category Description Search text Manual (EN) Electrical System System definition CPX-SYS 526446 Fieldbus Fieldbus Manual CPX Profinet 548760 Digital I/O + Pneumatic CPX EA 526440 Interfaces MPA Electronics VPPM, MPA-P,... MPA electronics 562113 MPA Pneumatics Valves MPA 534241 Proportional pressure regulator VPPM - Assembly instructions - Operating Instructions 542221 751105 754532 5.3 Identificatie ventieleiland Visuele weergave Pag:. 55/133
6 AUTOMATISERINGSGEDEELTE 6.1 Hardware PLC en I/O modules 6.1.1 PLC Type ILC 330 PN De modulaire besturingsfamilie van de Inline-controllers van Phoenix Contact heeft met de ILC 330 PN een krachtige PROFINET-controller. Door de directe integratie in het automatiseringssysteem Inline kan de compacte besturing zeer modulair op de betreffende behoeften worden afgestemd. De besturing kan via de geïntegreerde PROFINET-interface met de automatiseringssoftware PC Worx volgens IEC 61131 worden geparametreerd en geprogrammeerd. Bovendien is een parallelle data-uitwisseling met OPC-servers mogelijk en communiceert de besturing met deelnemers die geschikt zijn voor TCP/IP. Onderdelen 1. Basis 2. Ethernet Connectie 3. Reset knop 4. RS-232 interface 5. Connectors 1 tot 3: Inputs 6. Connector 4: Outputs 7. Connector 5: Voedingsklem 8. Mode knop: Start/Stop/Reset 9. SD Geheugenkaart sleuf 10. Eindplaat Diagnose en Status indicatie Pag:. 74/133
Pag:. 75/133
7 TESTEN 7.1 Visuele inspectie Het eerste onderdeel van het testen van een elektrische kast is de visuele inspectie. Indien hier reeds grondige gebreken worden vastgesteld, is het beter deze eerst op te lossen alvorens aan te vangen met de draadtesten. Hieronder volgt een opsomming van punten die het best gecontroleerd worden: Identificatie van de kast: heeft de kast een naamplaatje? Zijn alle toestellen in de kast geplaatst conform aan het schema? Zijn alle toestellen geïdentificeerd conform aan het schema? Zijn de draden genummerd? Zijn de klemmen genummerd? Is de aarding van de kast volgens de norm (m.a.w. zijn alle mechanisch met elkaar verbonden onderdelen ook elektrisch met elkaar verbonden): - Is er een aardingsbar aanwezig? - Zijn de deuren geaard? - Zijn de zijpanelen geaard? - Zijn de toestellen geaard en zijn de juiste secties gebruikt (zie hiervoor handleidingen van de desbetreffende toestellen)? - Is er gebruik gemaakt van een aardingsset? - Is de aardingsbar nog steeds goed toegankelijk nadat externe kabels in kast aangesloten zouden zijn? Is de kabelbevestigingsbar aanwezig en wel zo dat binnenkomende kabels gemakkelijk vastgemaakt kunnen worden? Is er voldoende ruimte tussen de kabelbevestigingsbar en de bodemplaat zodat de kabelbenaming eenvoudig en leesbaar aangebracht kan worden? Is de bodemplaat van de kast zodanig gemonteerd dat de externe kabels op een eenvoudige wijze in de kast gebracht kunnen worden? Is de kast gereinigd (m.a.w. geen cablageresten e.d. in de kast)? Zijn alle deksels van de draadgoten aanwezig? Zijn de correcte communicatiekabels gebruikt (in ons geval voor Profinet)? Voor het ventieleiland: - Zijn de correcte pneumatische aansluitingen gebruikt (indien van toepassing)? - Controleer de DIL-switch settings (zie handboek ventieleiland voor meer info) 7.2 Draadtesten Algemeen Alvorens de kast onder spanning te zetten is het noodzakelijk om de cablage na te meten. Dit is noodzakelijk om er zeker van te zijn dat de cablage volledig uitgevoerd is en er dus geen draden ontbreken. Deze controle verifieert niet of er geen draden teveel zijn. De extra cablage (te veel gecableerd) kan enkel gedetecteerd worden door functionele testen. Deze worden beschreven in de volgende paragraaf. In hoofdzaak komt het draadtesten neer op het ohms uitmeten (doorverbinding) van de bedrading. Dit gebeurt door het elektrisch schema pagina per pagina te overlopen en elke verbinding die op het schema staat na te meten om te controleren of de desbetreffende draad er wel degelijk is. Maak gebruik van de beep -functie van de multimeter zodat er een geluidssignaal geproduceerd wordt bij het nameten van een elektrische verbinding. Pag:. 113/133
Elke nagemeten draad wordt op het schema aangeduid in een kleur zodat er geen dubbel werk uitgevoerd wordt. Belangrijk: verifieer bij aanvang dat alle toestellen zich in uitgeschakelde toestand bevinden. Kortsluitingen uitsluiten Bovenop de bovenvermelde testen moet er voor de vermogenstroombanen en de stuurstroombanen nog gecontroleerd worden of zich in de cablage geen kortsluitingen voordoen. Dit gebeurt door het zogenaamde kruislings nameten van de cablage. Het kruislings uitmeten van een elektrisch circuit kan niet gebeuren voor alle aansluitpunten omdat dit voor grote stuurkasten te tijdrovend zou zijn. Er wordt daarom een onderscheid gemaakt tussen de vermogenstroombanen en stuurstroombanen: Vermogenstroombanen: meestal volledig na te meten daar deze beperkt zijn in aantal en het risico ook groter is als er in één van deze circuits een kortsluiting zou zijn. Stuurstroombanen: hierbij wordt het kruislings meten meestal beperkt tot aan de 1-ste beveiliging in de kring. Indien er zich toch nog een kortsluiting voorbij de beveiliging zou voordoen, zal de beveiliging in werking treden tijdens het functioneel testen van de kast. Controle DC spanningen Wees er bij DC spanningen altijd extra alert op dat de + en de - op de juiste plaatsen van de toestellen gecableerd zijn. Een verkeerde aansluiting zou kunnen leiden tot beschadiging van een toestel. Dubbele controle kan hier zeker geen kwaad. De toestellen die hierop gecontroleerd moeten worden zijn: het veiligheidsrelais, de PLC, het ventieleiland, de softstarter, de drive, de paneelmeter, switch en LED-verlichting. Zodra alles gecontroleerd is, kan de kast onder spanning gezet worden. Laat alle beveiligingen wel nog in open toestand. Het vervolg wordt beschreven in de volgende paragraaf. 7.3 Functionele testen Er wordt tijdens deze testen nog geen vermogen verbruikt waardoor de 3-fasige voeding kleiner mag zijn dan deze die nodig zal zijn als we effectief motoren zullen laten aanlopen. Hierna worden alle beveiligingen vanaf de hoofdschakelaar stap-voor-stap gesloten en nagemeten op een correcte spanningsweergave. Voorbeelden van functionele controles zijn: IO-test PLC fase-volgorde motoren stroom meten op A en V meter (doorloop het schema zodat alle pagina s aan bod komen) draairichting ventilator zodat kast in overdruk komt te staan (hou een blad papier tegen de ventilator om de richting van de luchtstroom te bepalen) verlichting Met betrekking tot het ventieleiland dienen de volgende testen uitgevoerd te worden: aanwezigheid operating voltage, zonder aanwezigheid van perslucht controle DIL-switch settings en netwerkconfiguratie Pag:. 114/133